Công ty khởi nghiệp Tokamak Energy tại Anh đang nghiên cứu và sắp hoàn thiện trong việc tạo ra “mặt trời nhân tạo” có thể cung cấp năng lượng sạch và an toàn cho Trái Đất. Lò phản ứng nhiệt hạch có năng lượng được giải phóng từ quá trình tách nguyên tử uranium. Nhiên liệu của lò phản ứng nhiệt hạch này không tạo ra khí thải, chi phí vừa rẻ vừa không cạn kiệt bởi vật liệu thô là hydro có thể khai thác từ nước biển. Ở phiên bản di động của lò phản ứng này có thể cung cấp năng lượng cho máy bay và tàu container, giúp giảm đáng kể lượng khí thải CO2.
Công ty Anh sắp chế tạo thành công “mặt trời nhân tạo”
Không giống như một lò phản ứng phân hạch hạt nhân thông thường. Năng lượng của nhà máy nhiệt hạch được giải phóng bằng cách phân tách các nguyên tử uranium. Nhà máy điện nhiệt hạch không bao giờ có thể tan chảy như lò phản ứng hạt nhân. Lò phản ứng hạt nhân còn làm giải phóng chùm phóng xạ không an toàn cho con người.
Lò phản ứng nhiệt hạch dựa trên phản ứng hợp nhất hai nguyên tử hydro thành heli và giải phóng năng lượng khổng lồ, chỉ lạnh đi khi bị trục trặc. Hơn nữa, nhiên liệu của lò phản ứng nhiệt hạch vừa không cạn kiệt vừa rẻ. Không thể tưởng tượng được vì nguyên liệu thô của nó là hydro có thể được lấy từ nước biển. Đây cũng sẽ là hồi chuông báo tử cho động cơ đốt trong và các khí nhà kính độc hại mà nó thải ra.
Với các phiên bản nhỏ hơn được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy bay và tàu container. Giúp cắt giảm một nguồn lớn khỉ thải CO2. Nhiệt tạo ra bởi một lò phản ứng nhiệt hạch được khai thác bởi một thiết bị được nhóm Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Vương quốc Anh phát minh. Thiết bị này được gọi là bộ phân kỳ.
Theo người đồng sáng lập và Phó Chủ tịch của Tokamak Energy- TS. David Kingham tuyên bố: “Trong vòng vài tháng nữa, lò phản ứng Didcot, hiện tại được gọi là ST 40 sẽ vượt qua một cột mốc quan trọng, khi plasma của nó đạt tới nhiệt độ đáng kinh ngạc 100 triệu độ C, nóng gấp 6 lần tâm của Mặt trời”.
Những cải tiến mới
Các lò phản ứng khác sử dụng nam châm điện từ để duy trì dòng plasma. Chúng được chế tạo từ chất siêu dẫn, vật liệu không cản trở dòng điện khi nguội tới gần độ 0 tuyệt đối là -273 độ C. Nhưng duy trì nhiệt độ thấp như vậy cần năng lượng khổng lồ. Nhiều đến mức tiêu hao phần lớn công suất của lò phản ứng. Để giải quyết vấn đề này, Tokamak Energy đã phát triển một nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao; chỉ tiêu hao 1/10 năng lượng, sử dụng hợp chất đất hiếm bari đồng oxit.
Cải tiến thứ hai của công ty nằm ở hình dáng lò phản ứng giống quả táo có lõi. Các thiết kế trước đây đều có hình bánh vòng. Việc thay đổi này giúp thiết kế của công ty hiệu quả hơn hẳn. Kết hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao với lò phản ứng hình cầu mang lại lợi thế lớn. Khiến loại năng lượng này rẻ hơn rất nhiều, theo Kingham.
“Mặt trời nhân tạo” đang thu hút các nhà đầu tư
Nhà máy Didcot thu hút 207,6 triệu USD từ các nhà đầu tư tư nhân. Ngoài ra, còn có kinh phí 13,8 triệu USD từ chính phủ. Hiện nay, số lượng nhân sự của nhà máy là 165 người, bao gồm các nhà khoa học hàng đầu từ Anh và khắp nơi trên thế giới, con số này sẽ tăng gấp đôi vào cuối năm sau khi công ty mở thêm phòng thí nghiệm và phân xưởng mới.
Một số đối thủ tư nhân khác của Tokamak Energy cũng đang gấp rút phát triển năng lượng nhiệt hạch thương mại, bao gồm hãng Lockheed Martin ở Mỹ và tỷ phú Jeff Bezos, người vừa công bố kế hoạch xây dựng nhà máy riêng ở Oxfordshire. Ngoài ra, dự án quốc tế ITER, lò phản ứng thử nghiệm do 35 quốc gia hợp tác xây dựng nằm ở miền nam nước Pháp, đã đi vào khởi công năm 2007 và dự kiến vận hành cuối thập niên 2020. ITER có kích thước tương đương 60 sân bóng đá trong khi mô hình lò của Tokamak Energy chỉ lớn bằng một ngôi nhà bình thường.
Tokamak Energy đang trên đà chuyển giao các nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên trên thế giới. Mỗi máy có công suất ổn định sẽ cho ra năng lượng 150MW. Đủ để cung cấp năng lượng cho một thành phố có 150.000 dân.