Các vấn đề về sự phát triển của năng lượng nhiệt hạch

Giấc mơ về sự dồi dào năng lượng trong hơn nửa thế kỷ kích thích ý thức của không chỉ các chuyên gia, mà cả những người bình thường. Hàng năm, nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, trong khi chi phí tài nguyên hóa thạch cũng tăng lên. Và thời gian đang đến gần khi hết tài nguyên không tái tạo. Sau đó, loài người sẽ làm gì, hư hỏng bởi sự sẵn có của các nguồn năng lượng điện, nhiệt và các loại năng lượng khác?

Khoảng hai thế kỷ trước, khi các giếng đầu tiên mở ra lối vào kho chứa nhiên liệu hydrocarbon dưới lòng đất, ít người nghĩ rằng chúng có thể khô nhanh như thế nào. Nhưng việc sử dụng tràn lan nhiên liệu hóa thạch, ngoài việc đáp ứng nhu cầu năng lượng của con người, đã dẫn đến ô nhiễm môi trường khủng khiếp và đưa loài người vào bờ vực sinh tồn. Đã đến lúc khẩn trương tìm kiếm một sự thay thế cho các nguyên liệu thô hóa thạch, để sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo.

Nhưng bạn chỉ cần ngẩng đầu lên, nhìn vào Mặt trời, và đây là một nguồn năng lượng vô tận. Đây là năng lượng của phản ứng tổng hợp hạt nhân nhiệt của hạt nhân ánh sáng. Sau những thử nghiệm đầu tiên về bom hydro, sự hưng phấn của toàn năng thống trị giữa các nhà vật lý: một nỗ lực và phản ứng nhiệt hạch sẽ được đưa vào phục vụ nhân loại. Nhưng hơn nửa thế kỷ đã trôi qua, và vấn đề tổng hợp có kiểm soát vẫn chưa được giải quyết.

Điều gì cản trở việc thực hiện giấc mơ của nhiều thế hệ nhà vật lý? Xét cho cùng, phản ứng nhiệt hạch là quá trình phổ biến nhất trong Vũ trụ đã hoạt động thành công trong ruột của các ngôi sao trong hơn mười tỷ năm.

Nhưng để tái tạo trên Trái đất các quá trình xảy ra bên trong các ngôi sao, hóa ra nó cực kỳ khó khăn. Nhiệt độ một trăm triệu độ và áp suất hàng trăm ngàn bầu khí quyển - chính trong những điều kiện này, các hạt nhân hydro có thể được kết hợp lại với nhau để các lực hạt nhân bắt đầu hoạt động và năng lượng được giải phóng.

Hàng thập kỷ làm việc chăm chỉ và hàng tỷ đô la chi tiêu đã đến gần để xây dựng các cơ sở thử nghiệm, trong đó có thể thắp sáng những mặt trời nhỏ.

Nhưng một số lượng lớn các vấn đề kỹ thuật đang chờ giải pháp. Nó không đủ để đốt cháy và duy trì ổn định sự cháy của ngọn lửa nhiệt hạch. Rốt cuộc, vẫn cần phải chuyển hướng năng lượng từ plasma với nhiệt độ hàng chục triệu độ. Chất làm mát nào có thể nhận và truyền một lượng năng lượng như vậy?

Và vẫn còn nhiều câu hỏi như vậy. Cho đến thời điểm hơi nước nóng quay tròn tua-bin máy phát điện và dòng điện do trạm nhiệt hạch tạo ra chạy qua dây dẫn, hơn một thập kỷ sẽ trôi qua. Một số người hoài nghi dự đoán rằng năng lượng của phản ứng tổng hợp hạt nhân ánh sáng không bao giờ có thể được sử dụng. Và nguồn tài chính và tài nguyên trí tuệ nên được hướng đến sự phát triển của các nguồn năng lượng khác: địa nhiệt, sóng thủy triều hoặc năng lượng gió.

Ngoài những khó khăn về kỹ thuật, không nên bỏ qua sự an toàn của lò phản ứng nhiệt hạch. Mặc dù có sức hấp dẫn và việc sử dụng các nguyên liệu thô tương đối an toàn dưới dạng deuterium và lithium, quá trình tổng hợp hạt nhân tự nó đi kèm với việc giải phóng năng lượng dưới dạng bức xạ cứng.

Sự hấp thụ bức xạ có thể gây ra bức xạ cảm ứng trong các vật liệu cấu trúc của lò phản ứng. Lò phản ứng sẽ được xây dựng với công suất đơn vị lớn, vì vậy trong trường hợp khẩn cấp, việc giải phóng tức thời ngay cả năng lượng nhiệt thông thường có thể gây ra hậu quả tai hại.

Nhưng tất cả những vấn đề về vật lý và kỹ sư đều nhận thức rõ. Một điều còn thiếu: một nhận thức thậm chí về tính không thể tránh khỏi của cơn đói năng lượng sắp tới và sự thiện chí của chính phủ các nước công nghiệp hàng đầu.

Số tiền khổng lồ đã được chi tiêu và đang được chi cho việc tạo ra các loại vũ khí mới.Nếu các quỹ này nhằm mục đích giải quyết các vấn đề năng lượng của nhân loại, thì có thể ngày nay chúng ta đã sử dụng năng lượng nhiệt hạch hạt nhân.