Video

Bản trích

Đơn vị tiền tệ cơ bản của vũ trụ chúng ta chính là năng lượng.

Nó thắp sáng nhà cửa, nuôi trồng thực phẩm, vận hành máy móc

Chúng ta có thể lấy được năng lượng bằng nhiều cách:

đốt nhiên liệu hoá thạch, phân nhỏ nguyên tử,

hay dùng quang năng từ mặt trời.

Nhưng mỗi cách đều có nhược điểm của nó

Nhiên liệu hoá thạch thì cực kỳ độc hại

Chất thải phóng xạ thì… phóng xạ

Và, ta vẫn chưa có đủ pin để dự trữ năng lượng mặt trời cho những ngày mưa.

Ấy thế mà, mặt trời lại có vẻ như là nguồn năng lượng miễn phí mà lại gần như vô hạn.

Vậy có cách nào để tạo ra một mặt trời trên Trái Đất không?

Liệu chúng ta có khả năng đóng chai một ngôi sao?

Kurzgesagt: Trong vỏ hạt dẻ.

Mặt trời sáng được nhờ vào phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Nói đơn giản là, “hợp hạch” là một quá trình nhiệt hạch

mà các nhiên liệu tham gia phải cực kì nóng,

nóng đến nỗi nguyên tử bị ion hoá, hạt nhân tách khỏi electron,

tạo ra trạng thái plasma trong đó hạt nhân

và các electron di chuyển tự do

Vì hạt nhân tích điện dương,

nên chúng đẩy nhau ra khi va chạm.

Để vượt qua sự hỗn loạn này

các hạt phải di chuyển rất, rất nhanh

Trong trường hợp này, “rất nhanh” có nghĩa là “rất nóng”

đến hàng triệu độ C.

Các ngôi sao “ăn gian” để đạt đến nhiệt độ đó.

Vì có khối lượng vô cùng lớn, nên áp suất ở trong lõi của chúng

tạo ra sức nóng để nén các hạt nhân lại với nhau

cho đến khi chúng hợp nhất

tạo thành một hạt nhân nặng hơn và đồng thời giải phóng năng lượng trong quá trình đó.

Sự giải phóng năng lượng này chính là thứ các nhà khoa học hy vọng có thể khai thác

trong một nhà máy năng lượng thế hệ mới:

lò phản ứng hợp hạch.

Trên Trái Đất, sử dụng phương pháp thô thiển này này để hợp hạch là không khả thi

vì thế, nếu muốn xây một lò phản ứng tạo ra năng lượng từ quá trình hợp hạch

chúng ta cần phải khôn ngoan hơn.

Đến nay, các nhà khoa học đã phát minh ra 2 phương pháp làm cho plasma nóng đến mức hợp hạch

Loại lò phản ứng thứ nhất dùng một từ trường để

để nén plasma trong một khoang chứa hình bánh rán vòng

nơi mà các phản ứng diễn ra

Các lò phản ứng kiểu lồng từ trường này

như lò I.T.E.R ở Pháp

sử dụng nam châm siêu dẫn làm lạnh bằng Heli lỏng

trong khoảng 1 vài độ gần độ 0 tuyệt đối ( 0 độ K).

có nghĩa là chúng chứa một trong những gradient nhiệt độ lớn nhất

trong vũ trụ đã biết.

Kiểu thứ 2 được gọi là “lồng chứa tĩnh”

sử dụng các xung ánh sáng từ các tia laser siêu mạnh

để làm nóng bề mặt của một quả cầu nguyên liệu

làm cho phần vật chất co sụp lại, nhanh chóng nóng lên và đặc đến mức hợp hạch

Trên thực tế, một trong những tia laser mạnh nhất trên thế giới

được sử dụng trong các phản ứng hợp hạch này

nằm ở Cơ quan Đốt cháy Quốc gia (NIF) ở Hoa Kỳ.

Những thí nghiệm này cùng với các thí nghiệm tương tự trên toàn thế giới

đến hôm nay, vẫn chỉ là thí nghiệm.

Các nhà khoa học vẫn còn đang phát triển công nghệ cho chúng,

và mặc dù họ có thể thực hiện được quá trình hợp hạch

hiện tại, mức năng lượng mà nó hao tốn vẫn nhiều hơn

là sản sinh.

Công nghệ này vẫn còn phải phát triển thêm một chặng đường dài trước khi khả thi về thương mại.

và có thể sẽ không bao giờ thành hiện thực.

Có thể là, việc xây dựng một lò phản ứng hợp hạch trên trái đất là không tưởng

Nhưng nếu ta làm được, thì nó sẽ hiệu quả tới nỗi

chỉ với một cốc nước biển thôi cũng có thể sử dụng để tạo ra lượng năng lượng

bằng với việc đốt cả một thùng dầu mà tạo gần như không hoặc rất ít chất thải ô nhiễm.

Điều này do lò phản ứng hợp hạch sử dụng khí hidro hay heli làm nhiên liệu

mà nước biển thì chứa rất nhiều hidro.

Nhưng không phải cứ hidro nào cũng được.

Các đồng vị cụ thể có thêm nơtron

được gọi là Đơteri và Triti

đều cần thiết để tạo ra các phản ứng mong muốn.

Deuteri có tính bền vững

và có thể được tìm thấy nhiều ở trong nước biển.

Trong khi đó, Triti thì hơi khó khăn hơn

Nó có tính phóng xạ

và chỉ có khoảng 20kg Triti trên thế giới.

đa số đã nằm trong các đầu đạn hạt nhân.

nên chất này vô cùng đắt tiền.

Vì vậy ta cần một người bạn hợp hạch khác cho Đơteri

thay thế Triti.

Heli-3, một đồng vị bền của Heli có thể là người thay thế thích hợp.

Nhưng tiếc rằng nó cũng vô cùng hiếm trên Trái Đất.

Nhưng bù lại, mặt trăng có lẽ sẽ có câu trả lời.

Trải qua hàng tỉ năm

gió mặt trời có lẽ đã tạo ra một lượng lớn heli-3

trên mặt trăng.

Thay vì tạo ra heli-3, ta có thể khai thác nó.

Nếu có thể lọc được heli-3 từ bụi mặt trăng,

ta sẽ có đủ nguyên liệu để cung cấp năng lượng cho nhân loại trong hàng ngàn năm

Đây lại là một lý do nữa để xây dựng trạm thám hiểm mặt trăng.

nếu bạn vẫn chưa thấy thuyết phục.

Được rồi, có thể bạn nghĩ rằng việc tạo ra một mặt trời mini

nghe có vẻ khá nguy hiểm

nhưng thật ra nó lại an toàn hơn đa số các loại sản xuất năng lượng khác.

Một lò phản ứng hợp hạch không giống như một nhà máy phân hạch

với rủi ro tan chảy lõi và gây ra thảm hoạ.

Nếu lồng nén thất bại, plasma sẽ nở ra và lạnh đi

và phản ứng sẽ kết thúc.

Nói đơn giản, nó không phải là một quả bom.

Sự rò rỉ của nhiên liệu phóng xạ, như Triti,

có thể đe doạ môi trường sống.

Do Triti sẽ liên kết với oxi tạo ra nước nhiễm phóng xạ

có thể gây nguy hiểm cho môi rường.

May mắn thay, ta không cần đến quá vài gram

mỗi lần sử dụng, nên chất rò rỉ ra sẽ nhanh chóng bị nước làm loãng.

Thế là chúng tôi vừa cho bạn biết rằng có một nguồn năng lượng gần như vô hạn có thể khai thác được

mà không gây hại môi trường sống

nằm trong thứ đơn giản như là nước.

Vậy, cái giá cho nó là gì?

Chi phí. Đơn giản là chúng ta không biết được liệu đến bao giờ thì năng lượng hợp hạch

mới khả thi về mặt thương mại.

Thậm chí nếu thành công, các lò phản ứng cũng sẽ quá đắt để xây dựng.

Điều bất lợi chính đó là loại công nghệ này chưa được chứng thực.

Đây là ván cược 10 tỉ đôla

mà số tiền đó có thể sử dụng thiết thực hơn vào các loại năng lượng sạch khác

đã chứng tỏ được giá trị của mình.

Có lẽ ta nên loại bỏ phí tổn này?

Hay là, với thành quả là nguồn năng lượng sạch và vô hạn cho mọi người.

Thì có lẽ mạo hiểm cũng đáng.

Nhưng video như thế này tốn hàng trăm giờ để làm

và tồn tại được nhờ vào sự đóng góp của bạn trên Patreon.com

Nếu bạn mong muốn được biết thêm về năng lượng trên toàn cầu

đây là danh sách video về năng lượng hạt nhân, phương pháp khai thác dầu Fracking và năng lượng mặt trời

Hãy cho chúng tôi biết trong phần bình luận về một loại công nghệ nào đó mà bạn đang băn khoăn

cần chúng tôi giải đáp.