Buzz
Quái vật nặng 1000 tấn này có khả năng tạo ra từ trường mạnh gấp 280.000 lần so với từ trường của Trái Đất.
Central Solenoid: "Trái tim" của hành trình khám phá năng lượng sạch
Trong suốt nhiều năm qua, con người không ngừng nỗ lực tìm kiếm các giải pháp bền vững để cung cấp nguồn năng lượng sạch và giảm thiểu phát thải carbon.
Một trong những dự án mang tính bước ngoặt là ITER - lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới đang được xây dựng tại miền Nam nước Pháp, một dự án quy mô toàn cầu với sự tham gia của 35 quốc gia.
Điểm sáng trong dự án này chính là Central Solenoid - một nam châm siêu dẫn mạnh mẽ, được ví như "trái tim năng lượng" quan trọng trong việc điều khiển plasma và duy trì phản ứng nhiệt hạch bền vững trong lò ITER Tokamak.
Ông John Smith, Giám đốc kỹ thuật và dự án tại General Atomics, Tập đoàn năng lượng và quốc phòng của Mỹ có trụ sở tại San Diego, California, đơn vị chịu trách nhiệm chế tạo nam châm, cho biết: Central Solenoid được công nhận là nam châm điện lớn nhất và mạnh nhất mà con người từng chế tạo.
(Từ trái sang phải) Hình ảnh Lò ITER Tokamak - nam châm Central Solenoid - và mô-đun tạo thành siêu nam châm. Ảnh: ITER Organization
Theo dữ liệu từ US ITER (Mỹ), Central Solenoid bao gồm 6 mô-đun được xếp chồng lên nhau một cách chính xác, đặt ngay trung tâm của lò phản ứng ITER. Mỗi mô-đun có trọng lượng khoảng 110 tấn. Sau khi lắp ráp hoàn chỉnh, nam châm Central Solenoid, cùng các bộ phận khác, sẽ đạt chiều cao 18 mét, rộng 4,3 mét và nặng lên đến 1.000 tấn.
Nếu kích thước và trọng lượng của Central Solenoid chưa đủ ấn tượng, thì sức mạnh của nó mới thực sự khiến mọi người phải ngạc nhiên.
"Quái vật nam châm" 1000 tấn này có thể tạo ra từ trường mạnh lên tới 13,1 Tesla, gấp 280.000 lần từ trường của Trái Đất. Sức mạnh từ trường của Central Solenoid đủ khả năng nâng một tàu sân bay 90.700 tấn lên khỏi mặt nước, Livescience cho biết.
6 mô-đun của Central Solenoid được xếp chồng và kết nối chính xác trong buồng phản ứng, để đảm bảo dòng plasma duy trì ổn định trong môi trường có nhiệt độ vượt xa lõi của Mặt Trời.
Khi nhìn xa hơn, ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) là một siêu dự án nghiên cứu và phát triển kỹ thuật tổng hợp hạt nhân quốc tế, với mục tiêu tạo ra năng lượng thông qua quá trình tổng hợp tương tự như năng lượng Mặt Trời.
Một kiệt tác kỹ thuật
Central Solenoid là sản phẩm của sự hợp tác quốc tế và trình độ kỹ thuật tiên tiến. Để chế tạo thiết bị này, General Atomics đã sử dụng dây cáp siêu dẫn được sản xuất tại Nhật Bản. Vật liệu chính của dây cáp là hợp chất Niobium và thiếc (Nb₃Sn), được nấu chảy ở nhiệt độ 650°C trong suốt 5 tuần.
Central Solenoid đang được lắp ráp. Ảnh: ITER Organization
Mỗi mô-đun là một cuộn dây lớn, được làm từ khoảng 5.600m dây cáp siêu dẫn. Dây cáp này được quấn và cách điện bởi hơn 290 km băng dính, sau đó ngâm trong 1.000 gallon nhựa để đảm bảo cách điện hoàn toàn. Khi hoàn thành, nam châm cần được làm lạnh xuống mức nhiệt độ chỉ 4 Kelvin (gần -269°C) để có thể hoạt động siêu dẫn.
Vì mỗi mô-đun có trọng lượng hơn 100 tấn, quá trình vận chuyển chúng đến công trường ITER tại Pháp cũng là một thử thách không nhỏ.
ITER, lò tokamak lớn nhất thế giới và là lò đầu tiên tạo ra plasma cháy, sẽ là minh chứng cho thế giới thấy rằng công nghệ nhiệt hạch không chỉ khả thi về mặt khoa học mà còn an toàn và thân thiện với môi trường. Ảnh: ITER Organization
Từ San Diego (Mỹ), mỗi mô-đun được chuyển trên các xe tải đặc biệt với hai đầu kéo và hệ thống lái phía sau. Sau khi đến Houston (Mỹ), các mô-đun tiếp tục được vận chuyển qua Đại Tây Dương bằng tàu đến Pháp. Chính phủ Pháp đã xây dựng một hệ thống đường bộ chuyên dụng tại Saint-Paul-lez-Durance để đảm bảo rằng các mô-đun khổng lồ này được đưa tới ITER một cách an toàn.
35 quốc gia, bao gồm Liên minh Châu Âu (EU), Anh, Thụy Sĩ, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga và Mỹ, đều đóng góp vào dự án ITER bằng cách thiết kế và chế tạo một phần trong tổng số hơn 1.000.000 linh kiện của lò phản ứng.
Tại sao họ lại phải làm như vậy?
Khát vọng về năng lượng sạch của nhân loại
Được tạo ra tại ranh giới của khả năng thiết kế, sản xuất và lắp ráp, lò ITER sẽ là thiết bị lớn nhất và mạnh nhất thế giới, có khả năng tạo ra một "ngôi sao nhỏ" ngay trên Trái Đất. Điều này nhằm chứng minh rằng nhiệt hạch - giống như quá trình tạo ra năng lượng của Mặt Trời - có thể trở thành một nguồn năng lượng sạch và vô hạn.
Lò ITER có thể tạo ra một "ngôi sao nhỏ" ngay trên Trái Đất. Ảnh: ITER Organization
Mặc dù ITER không tạo ra điện để sử dụng thương mại, nhưng dự án này có thể tạo ra gấp 10 lần năng lượng so với mức tiêu thụ, đánh dấu một cột mốc lịch sử trong nghiên cứu nhiệt hạch.
ITER lần đầu tiên được giới thiệu tại Hội nghị thượng đỉnh các siêu cường ở Geneva vào tháng 11/1985, khi Tổng thư ký Gorbachev của Liên Xô cũ đề xuất ý tưởng về một dự án hợp tác quốc tế phát triển năng lượng nhiệt hạch vì mục đích hòa bình với Tổng thống Mỹ Ronald Reagan.
Ngày nay, hàng nghìn người đang làm việc cùng nhau tại cơ sở ITER ở Saint Paul-lez-Durance, Pháp, cũng như ở Trung Quốc, Liên minh Châu Âu, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga và Mỹ để xây dựng lò phản ứng ITER Tokamak.
Với ITER và công nghệ nhiệt hạch, nhân loại đang tiến gần hơn đến một tương lai không còn phát thải carbon, nơi năng lượng sạch sẽ trở thành hiện thực.
(theo ITER Organization, Livescience, US ITER)
