Được giải thích: Lò phản ứng nhiệt hạch thử nghiệm ‘mặt trời nhân tạo’ của Trung Quốc đã lập kỷ lục gì?

Trong 20 giây, 'mặt trời nhân tạo' EAST của Trung Quốc đạt nhiệt độ đỉnh 288 triệu độ F, nóng hơn mặt trời hơn 10 lần. EAST là gì và nó hoạt động như thế nào?

Thiết bị EAST Tokamak được thiết kế để tái tạo quá trình tổng hợp hạt nhân được thực hiện bởi mặt trời và các ngôi sao. (Ảnh: Trang web của ASIPP)

Tokamak siêu dẫn tiên tiến trong thử nghiệm của Trung Quốc (EAST), mô phỏng quá trình tạo năng lượng của mặt trời, đã lập kỷ lục mới sau khi nó chạy ở nhiệt độ 216 triệu độ F (120 triệu độ C) trong 101 giây, theo truyền thông nhà nước. Trong 20 giây nữa, mặt trời nhân tạo cũng đạt được nhiệt độ cao nhất là 288 triệu độ F (160 triệu độ C), nóng hơn mặt trời hơn mười lần.

Kỳ tích mới nhất của các nhà khoa học Trung Quốc là một bước tiến quan trọng trong hành trình tìm kiếm nguồn năng lượng sạch và vô hạn của đất nước, với lượng phế phẩm tối thiểu. Li Miao, giám đốc khoa vật lý tại Đại học Khoa học và Công nghệ Nam ở Thâm Quyến, Trung Quốc, cho biết: Bước đột phá là một tiến bộ đáng kể và mục tiêu cuối cùng là giữ nhiệt độ ở mức ổn định trong thời gian dài. Thời gian.

Bản tin| Nhấp để nhận những giải thích hay nhất trong ngày trong hộp thư đến của bạn

Nhưng các chuyên gia cho rằng vẫn còn một chặng đường dài phía trước đối với 'mặt trời nhân tạo' thử nghiệm của Trung Quốc. Theo Lin Boquiang, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Kinh tế Năng lượng Trung Quốc tại Đại học Hạ Môn, sẽ mất nhiều thập kỷ để một lò phản ứng hoạt động được từ giai đoạn thử nghiệm của nó.

Vậy, ‘mặt trời nhân tạo’ EAST của Trung Quốc là gì?

Lò phản ứng Tokamak siêu dẫn tiên tiến trong thực nghiệm (EAST) là một thiết bị nghiên cứu thí nghiệm phản ứng tổng hợp hạt nhân tiên tiến được đặt tại Viện Vật lý Plasma của Học viện Khoa học Trung Quốc (ASIPP) ở Hợp Phì, Trung Quốc. Mục đích của mặt trời nhân tạo là tái tạo quá trình phản ứng tổng hợp hạt nhân, cũng là phản ứng cung cấp năng lượng cho mặt trời.

EAST là một trong ba hãng xe lớn trong nước hiện đang được vận hành trên cả nước. Ngoài EAST, Trung Quốc hiện đang vận hành lò phản ứng HL-2A cũng như J-TEXT. Vào tháng 12 năm 2020, HL-2M Tokamak, thiết bị nghiên cứu thí nghiệm phản ứng tổng hợp hạt nhân tiên tiến và lớn nhất của Trung Quốc, lần đầu tiên được đóng điện thành công - một cột mốc quan trọng trong sự phát triển khả năng nghiên cứu năng lượng hạt nhân của Trung Quốc.

Kể từ lần đầu tiên đi vào hoạt động vào năm 2006, EAST đã lập một số kỷ lục về thời gian giam giữ plasma cực nóng. Dự án EAST là một phần của cơ sở Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER), sẽ trở thành lò phản ứng tổng hợp hạt nhân lớn nhất thế giới khi đi vào hoạt động vào năm 2035. Dự án có sự đóng góp của một số quốc gia, bao gồm Ấn Độ, Hàn Quốc, Nhật Bản, Nga và Hoa Kỳ.

‘Mặt trời nhân tạo’ EAST hoạt động như thế nào?

Thiết bị EAST Tokamak được thiết kế để tái tạo quá trình tổng hợp hạt nhân được thực hiện bởi mặt trời và các ngôi sao. Phản ứng tổng hợp hạt nhân là một quá trình tạo ra mức năng lượng cao mà không tạo ra một lượng lớn chất thải. Trước đây, năng lượng được tạo ra thông qua quá trình phân hạch hạt nhân - một quá trình trong đó hạt nhân của nguyên tử nặng bị tách thành hai hoặc nhiều hạt nhân của nguyên tử nhẹ hơn.

Trong khi quá trình phân hạch là một quá trình dễ thực hiện hơn, nó tạo ra nhiều chất thải hạt nhân hơn. Không giống như quá trình phân hạch, nhiệt hạch cũng không thải ra khí nhà kính và được coi là một quá trình an toàn hơn với nguy cơ tai nạn thấp hơn. Khi đã thành thạo, phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể cung cấp năng lượng sạch không giới hạn và chi phí rất thấp.

Để xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân, nhiệt và áp suất cực lớn được tác dụng lên các nguyên tử hydro để chúng hợp nhất với nhau. Các hạt nhân của đơteri và triti - cả hai đều được tìm thấy trong hydro - được tạo ra để hợp nhất với nhau để tạo ra hạt nhân heli, một nơtron cùng với toàn bộ năng lượng.

Nhiên liệu được làm nóng đến nhiệt độ trên 150 triệu độ C để nó tạo thành súp plasma nóng gồm các hạt hạ nguyên tử. Với sự trợ giúp của từ trường mạnh, plasma được giữ tránh xa các bức tường của lò phản ứng để đảm bảo nó không bị nguội đi và mất khả năng tạo ra một lượng lớn năng lượng. Huyết tương bị hạn chế trong thời gian dài để quá trình tổng hợp diễn ra.

Bản ghi mới nhất là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Lò phản ứng EAST đã thiết lập một kỷ lục mới vào thứ Sáu khi nó đạt được nhiệt độ plasma là 216 triệu độ F và cũng có thể chạy trong 20 giây ở 288 triệu độ F. Để cho điều này trong viễn cảnh, lõi của mặt trời chỉ đạt khoảng 15 triệu độ C, có nghĩa là lò phản ứng có thể chạm vào nhiệt độ nóng hơn gấp 10 lần.

Mục tiêu tiếp theo của các nhà khoa học đằng sau lò phản ứng thử nghiệm là duy trì nhiệt độ cao trong thời gian dài. Trước đó, EAST đã đạt nhiệt độ kỷ lục 100 triệu độ C vào năm 2018.

Lin Boquiang nói với Global Times, đây là một bước đi đúng hướng đối với sự phát triển xanh của Trung Quốc. Ông nói, nó giống như một công nghệ trong tương lai, rất quan trọng đối với sự thúc đẩy phát triển xanh của Trung Quốc. Tuy nhiên, trong khi đây là một bước phát triển đáng kể, Boquiang cho biết vẫn còn 3 thập kỷ tốt đẹp trước khi Trung Quốc có thể nhìn thấy một mặt trời nhân tạo hoạt động hoàn chỉnh.

Nhưng Trung Quốc không phải là quốc gia duy nhất đạt được nhiệt độ plasma cao. Năm 2020, lò phản ứng KSTAR của Hàn Quốc lập kỷ lục mới khi duy trì nhiệt độ plasma trên 100 triệu độ C trong 20 giây.

Chia Sẻ VớI BạN Bè CủA BạN: