Buzz
Các nhà nghiên cứu tham gia dự án 'mặt trời nhân tạo' của Trung Quốc phát hiện ra một phương pháp hoạt động mới mẻ. Với khám phá này, việc tạo ra năng lượng hạt nhân tổng hợp sẽ trở nên ổn định và hiệu quả hơn.
Các nhà nghiên cứu trong dự án “mặt trời nhân tạo” của Trung Quốc phát hiện một phương thức hoạt động chưa từng thấy trước đây. Khám phá này giúp tạo ra năng lượng tổng hợp hạt nhân ổn định và hiệu quả hơn.
Các nhà nghiên cứu cho biết bước đột phá này có thể giúp thí nghiệm nhiệt hạch trong tương lai tạo ra nguồn năng lượng an toàn, sạch và gần như vô hạn cho nhân loại.
Chế độ “super I-mode” lần đầu tiên được phát hiện tại lò phản ứng nhiệt hạch Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), còn được biết đến là “mặt trời nhân tạo”, ở Hợp Phì, Trung Quốc. Chuyên gia đã phát hiện điều này trong quá trình vận hành lò phản ứng kéo dài 17 phút vào tháng 12/2021 và kết quả đã được công bố trên tạp chí quốc tế Science Advances sau khi được kiểm tra kỹ lưỡng.
Các thí nghiệm sau cho thấy chế độ mới có tiềm năng lớn cho ứng dụng trong lò phản ứng nhiệt hạch quốc tế International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới đang được xây dựng ở Pháp.
Nhà vật lý Richard Pitts, người đứng đầu các thí nghiệm và hoạt động plasma tại ITER, nhận xét: “Đây là một kết quả quan trọng đối với ITER và đối với phản ứng tổng hợp”.
Nhà vật lý nhấn mạnh thêm rằng ý nghĩa của các thí nghiệm tại EAST là họ đã chứng minh rằng các lò tokamak plasma có thể duy trì và kiểm soát trong các chu kỳ dài (hơn 1.000 giây), tương tự như các chu kỳ dài mà ITER đang hướng tới.
Pitts đánh giá rằng mặc dù sử dụng thiết bị nhỏ hơn nhiều, nhưng các chuyên gia cảm thấy yên tâm hơn khi đã đạt được kết quả này.
Song Yuntao, cộng tác viên của nghiên cứu cho biết, một ưu điểm quan trọng của chế độ super I-mode là khả năng giảm thiểu rò rỉ năng lượng ở rìa plasma, nơi khí siêu nóng tiếp xúc trực tiếp với tấm chắn nhiệt của lò tokamak.
Ông Song nói với Tân Hoa Xã rằng: “So với việc so sánh phản ứng tổng hợp hạt nhân với những tia sét, mục tiêu của chúng tôi là thu thập càng nhiều tia sét càng tốt trong lồng từ tính và tạo ra năng lượng cho con người sử dụng một cách ổn định và kéo dài”.
“Chế độ vận hành mới được phát hiện trên EAST cho phép chúng tôi thu thập nhiều tia sét hơn mà không gây hỏng lồng từ, đồng thời duy trì hoạt động ở trạng thái ổn định trong một khoảng thời gian dài”, ông Song chia sẻ.
Các lò tokamak như EAST và ITER đại diện cho một trong những con đường hứa hẹn dẫn đến phản ứng tổng hợp hạt nhân có kiểm soát. Tuy nhiên, việc tạo ra plasma hiệu suất cao và duy trì nó đủ lâu để hydro kết hợp với nhau, tạo ra năng lượng, vẫn là một thách thức.
Trên thực tế, các nhà khoa học nhiệt hạch sử dụng các thông số vận hành như nhiệt độ và năng lượng, được gọi là 'mode', để điều khiển trạng thái của plasma.
Hầu hết các lò tokamak hiện nay, bao gồm cả EAST, hoạt động ở chế độ kiểm soát cao được gọi là H-mode. Tuy nhiên, một điểm yếu lớn của H-mode là nguy cơ giải phóng năng lượng nhanh chóng ở rìa plasma và gây hỏng các vật liệu xung quanh.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu I-mode, hay chế độ kiểm soát cải tiến, trong đó năng lượng nhiệt hạch được giải phóng một cách liên tục hơn.
Nhóm EAST đã rất ngạc nhiên khi phát hiện rằng so với I-mode, chế độ mới của họ cải thiện đáng kể khả năng giữ năng lượng ở cả lõi plasma và rìa. Vì vậy, họ đã đặt tên nó là super I-mode.
Nhà vật lý Pitts lưu ý rằng không rõ liệu ITER có thể hoạt động ở super I-mode hay không, vì chế độ này chỉ xuất hiện ở EAST. Tuy nhiên, ITER đã lên kế hoạch thử nghiệm tương tự EAST.
EAST đã trở thành một trong những nền tảng quan trọng nhất để các nhà khoa học Trung Quốc và nước ngoài trao đổi, làm việc cùng nhau về vật lý plasma, nhiệt hạch và các chủ đề liên quan khác. Bộ Năng lượng Mỹ đã xác định EAST là cơ sở đối tác hàng đầu của họ trong lĩnh vực phản ứng tổng hợp từ tính.
Theo SCMP
