‘’It's one of the biggest results of science in the past 20-30 years’ But turning the newest breakthrough at a U.S. Energy Department lab into abundant, carbon-free power may require hundreds of billions of dollars. And many technical hurdles await.
‘Đây là một trong những kết quả lớn nhất của khoa học trong 20-30 năm qua’ Nhưng để biến đột phá mới nhất tại một phòng thí nghiệm Bộ Năng Lượng Mỹ thành nguồn năng lượng dồi dào, không-có-carbon có thể cần đến hàng trăm tỷ đô-la. Và nhiều trở ngại kỹ thuật đang chờ đợi.
https://www.politico.com/news/2022/12/12/nuclear-fusion-breakthrough-doe-00073518 By BEN LEFEBVRE and CATHERINE MOREHOUSE
12/12/2022 07:07 PM EST
Dịch và bổ sung cước chú: Phạm Văn Bân Fàn Wénbīn,范文彬- December 12,
Dẫn nhập của người dịch:
Năng
lượng là một trong những vấn đề lớn nhất của con người - không chỉ
trong các thế kỷ vừa qua mà còn sắp đến. Hiện nay các khoa học gia Mỹ,
Trung quốc và vài quốc gia khác đang nỗ lực đối phó vấn đề năng lượng
qua kỹ thuật nuclear fusion/phản-ứng-kết-hợp hạch nhân.
Diễn
trình kết hợp hai hay nhiều sự vật lại thành một thực thể gọi là
fusion/kết-hợp; thí dụ kết hợp tư tưởng của nhân chủng học với tâm lý
học/a fusion of an idea from anthropology and an idea from psychology.
Trong
vật lý, diễn trình kết hợp hạch nhân, còn gọi là phản ứng nhiệt hạch,
phản ứng hợp hạch, là diễn trình của từ hai hạch nhân trở lên hợp lại
với nhau để tạo nên một hạch nhân mới nặng hơn. Trong diễn trình này,
có sự phóng thích năng lượng hoặc hấp thụ năng lượng tùy vào khối lượng
của hạch nhân tham gia. Hán văn để tham khảo:
核融合
(中國大陸,香港稱為核聚變), (英語: nuclear fusion)又稱融合反應,是指將兩個較輕的 核結合而形成一個較重的核和一個極輕的核
(或粒子) 的一種核反應形式. [hé rónghé (zhōngguó dàlù, xiānggǎng chēng wèi hé
jùbiàn), (yīngyǔ: nuclear fusion) yòu chēng rónghé fǎnyìng, shì zhǐ
jiāng liǎng gè jiào qīng de hé jiéhé ér xíngchéng yīgè jiào zhòng de hé
hé yīgè jí qīng de hé (huò lìzǐ) de yīzhǒng] hạch dung hợp (trung quốc
đại lục, hương cảng xưng vi hạch tụ chủng), (anh ngữ: nuclear fusion)
hựu xưng dung hợp phản ứng, thị chỉ tương lưỡng cá giảo khinh đích hạch
kết hợp nhi hình thành nhất cá giảo trọng đích hạch hòa nhất cá cực
khinh đích hạch (hoặc lạp tử) đích nhất chủng hạch phản ứng hình thành,
nghĩa là: Hạch dung hợp (tại Trung quốc đại lục và Hương-cảng gọi là
hạch tụ chủng), (tiếng Anh: nuclear fusion) còn được gọi là phản ứng
dung hợp, dùng để chỉ sự kết hợp của hai hạch nhân nhẹ hơn để tạo thành
một hạch nhân nặng hơn và một hạch nhân (hoặc hạch/particle) cực nhẹ là
một dạng của phản ứng hạch nhân.
*
* *
Mỹ
đang trên đà thông báo một bước đột phá khoa học đã lẩn tránh các
nghiên cứu gia trên toàn thế giới trong nhiều thập niên - một bước đột
phá có thể, trong nhiều thập niên kể từ bây giờ, biến phản-ứng-kết-hợp
hạch nhân thành nguồn năng lượng thực tế, sạch, rẻ tiền mà không tạo ra
chất thải phóng xạ tồn-tại-lâu-dài hoặc làm sự nóng lên toàn cầu bị tệ
hại.
Các
khám phá mà Tổng trưởng Năng lượng Jennifer Granholm dự kiến sẽ thông
báo vào ngày Tuesday, vẫn còn để lại nhiều trở ngại cần được giải quyết
trong việc biến diễn trình hạch nhân cung cấp năng lượng cho mặt trời
trở thành nguồn năng lượng liên-kết-với-trái đất. Nhưng các khoa học
gia đang nồng nhiệt đón nhận cột mốc lịch sử này, hoan nghênh các nghiên
cứu gia cuối cùng đã tạo ra một phản-ứng-kết-hợp tạo ra nhiều năng
lượng hơn mức năng lượng nhận vào.
Dale
Meade, một chuyên viên về phản-ứng-kết-hợp đã nghỉ hưu, từng làm việc
tại Princeton Plasma Physics Laboratory tại New Jersey, một trong những
phòng thí nghiệm quốc gia của Bộ Năng lượng, nói rằng việc biến khám
phá đó thành một nguồn năng lượng cho đời sống hàng ngày
Page 3 of 7
có thể sẽ mất hàng thập niên và tốn vài trăm tỷ đô-la. Nhưng ông nói một nỗ lực khổng lồ như vậy sẽ rất xứng đáng.
Meade nói: “Có lẽ thách thức lớn nhất là liệu Mỹ có tầm nhìn xa và ý muốn tiến triển hay không.”
Tờ
Financial Times/Thời báo Tài chính lần đầu tiên thông báo về bước đột
phá nghiên cứu vào ngày Sunday. Một người quen thuộc với những khám phá
đã xác nhận với POLITICO rằng Bộ Năng lượng (Department of Energy/DOE)
sẽ thông báo rằng Lawrence Livermore National Laboratory của họ đã sử
dụng tia lasers để tạo ra phản-ứng-kết-hợp để sản xuất năng lượng gấp
1.2 lần so với năng lượng cần thiết để tạo ra phản ứng.
Gianluca
Sarri, giáo sư tại Queen’s University Belfast, người nghiên cứu vật lý
laser và plasma, nói rằng nếu các báo cáo về kết quả thí nghiệm là
chính xác, thì “đó là một trong những kết quả lớn nhất của khoa học
trong 20-30 năm qua.” Ông nói “Nhưng ngay cả khi đó, hy vọng về một cơ
xưởng sản xuất điện từ phản-ứng-kết-hợp vẫn còn phải mất hơn một thập
niên nữa.”
Phản-ứng-kết-hợp,
sử dụng nhiệt độ cực cao để kết hợp hai nguyên tử và tạo ra một khối
năng lượng khổng lồ như là một sản phẩm phụ, là động cơ cung cấp năng
lượng cho mặt trời và các ngôi sao, cũng như vũ khí nhiệt hạch tiên
tiến. Không giống như các cơ xưởng hạch nhân hiện có nhằm khai thác
nhiệt từ phản ứng dây chuyền để tách các nguyên tử ra trong một diễn
trình gọi là phân hạch/fission, các lò phản-ứng-kết-hợp không tạo ra
một tổng hợp chất thải phóng xạ hoặc gây ra nguy cơ tan chảy. Kể từ
thập niên 1950s, những người ủng hộ kỹ thuật này đã tuyên bố rằng một
ngày nào đó, phản-ứng-kết-hợp sự hợp hạch có thể sản xuất ra năng lượng
rẻ và về căn bản là vô giới hạn.
Nhưng
việc chứng minh rằng một lò phản-ứng-kết-hợp còn là một mục tiêu thực
tế thì vẫn gặp khó khăn. Tuy nhiên, cách đây hơn một năm, National
Ignition Facility của Lawrence Livermore thông báo rằng cuối cùng họ đã
gần đạt được bước tạo ra phản-ứng-kết-hợp để sản xuất ra một lượng
năng lượng dương ròng/net-positive amount of energy.
Điều
đó vẫn để lại nhiều thách thức to lớn về kỹ thuật và luật lệ, chẳng hạn
như tìm cách để chuyển đổi năng lượng được phóng thích trong diễn
trình phản-ứng-kết-hợp thành điện năng.
Cựu
dân biểu Rush Holt (D-N.J.), một nhà vật lý từng là phụ tá giám đốc
Princeton Plasma Physics Lab, nói trong một phỏng vấn rằng ông thấy tin
tức về bước đột phá “thú vị về mặt kỹ thuật, nhưng tôi nghi ngờ về
tính chất thực tế của nó.”
Và
lịch trình thời gian không chắc chắn của phản-ứng-kết-hợp có nghĩa là
không chắc sẽ có bất cứ giúp đỡ nào trong việc đáp ứng các mục tiêu hành
động của chính quyền Biden trong thập niên này để ngăn chặn những tác
động tồi tệ của biến đổi khí hậu. Luật khí hậu mới của Tổng thống Joe
Biden hình dung ra một nỗ lực khổng lồ để chuyển phần lớn nước Mỹ sang
ô-tô và xe vận tải chạy bằng điện, bành trướng các nguồn năng lượng
không-có-carbon của gió và mặt trời, và nâng cấp lưới điện để mang năng
lượng tái-tạo trên toàn quốc - tức là những nỗ lực cần thiết để tiếp
tục làm mà bất kể điều gì xảy ra với nghiên cứu phản-ứng-kết-hợp.
Page 4 of 7
Adam
Stein, giám đốc về đổi mới năng lượng hạch nhân tại trung tâm nghiên
cứu khí hậu Breakthrough Institute nói: “Chúng ta cần khai triển thật
nhiều loại năng lượng sạch như có thể làm được hiện nay, với kỹ thuật mà
chúng ta có. Chúng ta không thể chờ đợi cho phản-ứng-kết hợp vào khung
cảnh thương mại để làm điều đó. Điều đó không có nghĩa là
phản-ứng-kết-hợp sau này sẽ không còn quan trọng nữa. Nhưng
phản-ứng-kết-hợp vẫn cần rất nhiều giúp đỡ về mặt chính sách.”
Stein
nói sự giúp đỡ đó bao gồm sự tập trung thống nhất vào nghiên cứu và
phát triển phản-ứng kết-hợp từ các chính quyền tương lai.
Ngay
cả các nhà phát triển năng lượng phản-ứng-kết-hợp tư nhân cũng nói rằng
bước đột phá này - trong khi có ý nghĩa quan trọng - phù hợp với những
gì ngành kỹ nghệ mong đợi và không nhất thiết phải đẩy nhanh lịch
trình thời gian cho sự khai triển thương mại.
Mike
Donaldson, phó chủ tịch của công ty phát triển phản-ứng-kết-hợp General
Fusion, nói: “Chúng ta thấy điều này sắp xảy ra. Chúng ta đang từng
bước đi theo hướng này. Vì vậy, tôi không nghĩ rằng điều này thực sự
mất bất cứ năm nào của lịch trình thời gian.
Ngành
kỹ nghệ phản-ứng-kết-hợp ước tính rằng việc khai triển các dự án
phản-ứng-kết-hợp hạch nhân sẽ bắt đầu vào đầu thập niên 2030s, mặc dù
ngành này không nhất thiết phải có một lịch sử bám sát lịch trình thời
gian của nó. Vào năm 2012, giám đốc của National Ignition Facility dự
đoán rằng kỹ thuật phản-ứng-kết-hợp sẽ khả thi về mặt thương mại trong
10 năm nữa, nghĩa là vào khoảng thời gian hiện tại.
Donaldson
nhấn mạnh rằng công việc của phòng thí nghiệm là quan trọng trong việc
chứng minh khoa học cốt lõi là có ý nghĩa. Tuy nhiên, ông nói các nhà
phát triển sẽ cần chứng minh bước tiếp theo: “Điều thực sự phụ thuộc
vào chúng ta ngay bây giờ là nhằm xây dựng dựa trên điều này để sản xuất
các máy móc sản-xuất-điện thực dụng.”
Ed
Lyman, giám đốc an toàn năng lượng hạch nhân tại Union of Concerned
Scientists nói rằng bất cứ kết quả nào mà DOE đưa ra sẽ cần phải được
lặp lại để được xem xét một cách khoa học. Các câu hỏi vẫn còn về mức
độ an toàn của các lò phản-ứng-kết-hợp, chẳng hạn như tritium, một trong
những nhiên liệu chính trong lò phản-ứng-kết-hợp, là chất phóng xạ và
chính tự diễn trình phản ứng-kết-hợp tạo ra khối lượng nguy hiểm về nhiệt và áp suất.
Lyman
nói: “Không nên hạ thấp mọi thứ nếu họ thực sự làm điều đó, nhưng chỉ
chấp nhận với thái độ nghi ngờ rất lớn. 1 Sẽ khá trễ để để đạt được
diễn trình khử cacbon. Chúng ta thực sự cần làm
1
a grain of salt: với thái độ nghi ngờ: Reservations or the
understanding that some rumor or piece of information may not be
completely true or accurate. Possibly a reference to an ancient Roman
antidote to poison that included or consisted of a grain of salt. To
take something with a "grain of salt" or "pinch of salt" is an idiom
that means to view something with skepticism or not to interpret
something literally. Not to downplay things if they’ve actually done it,
but just take it with a big grain of salt, I heard that you can get a
free movie ticket if you wear red, but Kevin told me that, so I'm going
to take it with a grain of salt. Read whatever that paper publishes
with a
Page 5 of 7
điều
đó trong một hoặc hai thập niên tới, và ngay cả những ước tính lạc quan
nhất cũng sẽ không có năng lượng phản-ứng-kết-hợp cho đến thập niên
2040s.”
Sarri,
giáo sư Belfast, nói rằng tin tốt là cả chính phủ và các công ty tư
nhân hiện nay đang đổ tiền vào việc phát triển phản-ứng-kết-hợp thành
một kỹ thuật khả thi.
Ông
gọi cột mốc được DOE báo cáo là quan trọng. Sarri nói “Đúng, nó là một
bằng chứng về khái niệm, nhưng đây là lần đầu tiên chúng ta chứng minh
sản xuất từ phương pháp này. Từ đây đến việc có một cơ xưởng điện thực
sự vẫn sẽ cần có thời gian.”
Ngay
cả trước khi kỹ thuật này sẵn sàng, Quốc Hội đã thực hiện các bước để
giúp cho liên bang cho phép các lò phản-ứng-kết-hợp thương mại - một
quy trình pháp lý nổi tiếng là dài lê thê và chậm chạp đối với các lò
phản ứng phân hạch hiện có.
Đạo
luật Nuclear Energy Innovation and Modernization Act of 2019 chỉ định
Nuclear Regulatory Commission tạo ra một khuôn khổ cấp-giấy-phép cho
các lò phản-ứng-kết-hợp tân tiến - tức là một định nghĩa bao gồm
phản-ứng-kết-hợp - vào năm 2027. Ủy ban đang trên đà hoàn thành một
khuôn khổ nằm trong mốc thời gian đó, theo Stein.
Phát
ngôn viên của NRC nói rằng ban tham mưu đang khai triển các chọn lựa
luật lệ để các ủy viên xem xét và một cuộc bỏ phiếu dự kiến sẽ xảy ra
“vào đầu năm tới”.
Matt Daily contributed to this report.
https://www.politico.com/news/2022/12/12/nuclear-fusion-breakthrough-doe-00073518
copy từ
thành tựu tuyệt vời
Trả lờiXóa