Khoa học tự nhiên

Phản ứng nhiệt hạch quy mô nhỏ có thể là một nguồn năng lượng mới (09/10/2015)

Năng lượng nhiệt hạch có thể sẽ sớm được sử dụng tại các nhà máy điện quy mô nhỏ. Điều đó có nghĩa là có thể sản xuất ra nhiệt và điện theo cách thân thiện môi trường với chi phí thấp từ nguồn nhiên liệu sẵn có trong nước. Các máy phát nhiệt và điện có thể sớm được phát triển chỉ trong vòng một vài năm nữa, theo một nghiên cứu được thực hiện tại trường Đại học Gothenburg.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân là quá trình trong đó các nhân nguyên tử tan chảy vào nhau và giải phóng năng lượng.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân là một quá trình trong đó hai hạt nhân nguyên tử nhẹ tan chảy vào nhau, hợp nhất thành một nhân nặng hơn và giải phóng ra một lượng năng lượng lớn. Do hạt nhân các nguyên tử nhỏ có năng lượng liên kết thấp nên năng lượng có thể giải phóng ra bằng cách kết hợp hai hạt nhân nhỏ với một nhân nặng hơn. Một dự án hợp tác giữa các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Gothenburg và Đại học Iceland đã tiến hành nghiên cứu một dạng phản ứng tổng hợp hạt nhân mới. Quy trình này không tạo ra các hạt nơtron mà thay vào đó là các hạt electron nặng và bền (còn gọi là hạt nơtron muon), nó được tiến hành dựa trên cơ sở các phản ứng hạt nhân với hydrogen nặng (đơteri) mật độ siêu cao.

"Đây là một tiến bộ đáng kể so với các quy trình tổng hợp hạt nhân đang được triển khai tại các cơ sở nghiên cứu khác, bởi hạt nơtron giải phóng ra trong các quy trình này có thể gây bỏng hồ quang (flash burn) nghiêm trọng", theo Leif Holmlid, Giáo sư danh dự thuộc Đại học Gothenburg cho biết.

Không có bức xạ

Quy trình tổng hợp hạt nhân mới này có thể diễn ra trong các lò phản ứng tổng hợp laze tương đối nhỏ với nguồn nhiên liệu là hydrogen nặng (đơteri) và cho thấy có thể tạo ra nguồn năng lượng lớn hơn so với lượng năng lượng cần thiết để khởi động quy trình. Hydrogen nặng có thể khai thác với số lượng lớn trong nước thường và dễ dàng chiết tách. Việc xử lý nước nặng phóng xạ tritium nguy hiểm bằng một lớp chắn từ, điều cần thiết đối với việc vận hành các lò phản ứng tổng hợp quy mô lớn trong tương lai có thể sẽ không cần thiết nữa.

Theo các nhà nghiên cứu cho biết, tiến bộ quan trọng của quy trình mới liên quan đến việc giải phóng các hạt electron nặng và bền là ở chỗ các hạt electron này mang điện vì thế có thể tạo ra năng lượng điện một cách tức thì. Rất khó để xử lý năng lượng trong các hạt nơtron tích tụ với khối lượng lớn trong các dạng phản ứng tổng hợp hạt nhân khác bởi vì các hạt nơtron này không mang điện. Các hạt nơtron này có năng lượng cao và rất nguy hiểm đối với các cơ thể sống, trong khi các electron nặng và bền lại ít nguy hiểm hơn rất nhiều.

Rất khó để làm chậm hay dừng hẳn các hạt nơtron, do đó yêu cầu các lớp vỏ lò phản ứng phải có độ dày đến vài mét. Trong khi các hạt muon tức là các electron nặng và bền lại phân rã rất nhanh thành các electron thông thường và các hạt tương tự.

Nghiên cứu cho thấy có thể chế tạo được các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân nhỏ và đơn giản. Bước tiếp theo là chế tạo một máy phát có thể tạo ra năng lượng điện tức thì.

Nghiên cứu được tài trợ bởi GU Ventures AB, một công ty liên kết của trường Đại học Gothenburg. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên ba tạp chí khoa học quốc tế.

Nguồn: vista.vn (Theo ScienceDaily)