Sự cường điệu sai lầm xung quanh phản ứng tổng hợp hạt nhân

Internet tràn ngập các báo cáo về một “bước đột phá lớn” trong công nghệ tổng hợp hạt nhân có thể thay đổi cách chúng ta sản xuất năng lượng, chuyển từ nhiên liệu hóa thạch bẩn sang năng lượng xanh, sạch.

Lần đầu tiên trong lịch sử, nhóm nghiên cứu tại Cơ sở Đánh lửa Quốc gia (LLNL) của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore gần đây đã thông báo rằng họ đã thành công trong việc tạo ra năng lượng tổng hợp hạt nhân dư thừa bằng cách bắn phá các đồng vị hydro bằng tia laze cực mạnh.

Nhưng theo Bản tin của các nhà khoa học nguyên tử , các báo cáo là sai lệch và những rào cản lớn đối với một thế giới chạy bằng năng lượng nhiệt hạch vẫn còn.

Thành tựu nhiệt hạch mà Bộ Năng lượng Mỹ công bố có ý nghĩa khoa học nhưng không liên quan chủ yếu đến việc tạo ra điện năng.

Tái tạo quá trình cung cấp năng lượng cho Mặt trời - biến hydro thành heli - không đơn giản như các phương tiện truyền thông có thể nói.

Đúng là sản xuất điện năng nhiệt hạch, không có carbon là ước mơ của mọi người nhưng không phải ai cũng chú ý đến những gì đã nói và sự thật là gì.

Trọng tâm là những gì Bộ trưởng Năng lượng Jennifer Granholm đã nói trong cuộc họp báo nhưng ít người chú ý đến Phó Giám đốc Quản lý Chương trình Quốc phòng của Cơ quan An ninh Hạt nhân Quốc gia Marv Adams, người đã lưu ý rằng trong khi khoa học đã có, tính thực tế của việc sử dụng nó để thay thế nhiên liệu hóa thạch là vẫn không liên quan.

Thực tế là dự án, được thực hiện cùng với Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) và Cơ quan An ninh Hạt nhân Quốc gia (NNSA) của DOE, tập trung nhiều hơn vào việc bảo vệ các kho dự trữ hạt nhân hơn là sản xuất năng lượng sạch, nhưng bạn sẽ không biết điều đó từ cuộc họp báo của Granholms, phóng sự truyền thông hoặc nhận xét của các nhân vật công chúng.

Granholm cho biết bước đột phá mới này sẽ cung cấp “những hiểu biết sâu sắc vô giá về triển vọng của năng lượng nhiệt hạch sạch, thứ sẽ là yếu tố thay đổi cuộc chơi cho những nỗ lực đạt được mục tiêu của Tổng thống Biden về nền kinh tế không carbon ròng.”

Trong khi cô ấy nói rằng phản ứng tổng hợp hạt nhân sẽ “giúp chúng ta giải quyết các vấn đề cấp bách và phức tạp nhất của nhân loại, như cung cấp năng lượng sạch để chống biến đổi khí hậu”, cô ấy cũng đề cập rằng nó sẽ giúp “duy trì khả năng răn đe hạt nhân mà không cần thử nghiệm hạt nhân”.

Các quan chức chính phủ Hoa Kỳ cũng có lỗi vì đã hiểu sai tin tức vì họ có vẻ quá phấn khích rằng việc sử dụng năng lượng nhiệt hạch có thể ngăn chặn hoặc thậm chí đảo ngược các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu.

Đại diện Hoa Kỳ Eric Swalwell cho biết: “Bước đột phá này sẽ đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy của kho dự trữ hạt nhân của chúng ta, mở ra những giới hạn mới trong khoa học và cho phép tiến tới những cách thức mới để cung cấp năng lượng cho gia đình và văn phòng của chúng ta trong những thập kỷ tới.”

Thượng nghị sĩ Hoa Kỳ Alex Padilla cho biết: “Bước đột phá khoa học vĩ đại này là một cột mốc quan trọng cho tương lai của năng lượng sạch.

Chúng ta vẫn còn một chặng đường dài phía trước, nhưng điều này… có thể giúp thúc đẩy một tương lai năng lượng sạch tươi sáng hơn cho Hoa Kỳ và nhân loại,” Thượng nghị sĩ Hoa Kỳ Jack Reed cho biết.

“Tiến bộ khoa học đáng kinh ngạc này đặt chúng ta trước ngưỡng cửa của một tương lai không còn phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà thay vào đó được hỗ trợ bởi năng lượng nhiệt hạch sạch mới,” Lãnh đạo Đa số Thượng viện Hoa Kỳ Charles Schumer.

Nhưng một lần nữa, khả năng tổng hợp hạt nhân thay thế nhiên liệu hóa thạch không phải là tin thực sự.

Theo Molly Glick tại Inverse , “nhóm Cơ sở đánh lửa quốc gia nhấn mạnh rằng, mặc dù kỳ tích gần đây rất đáng được ăn mừng, nhưng chúng tôi không thể mong đợi các nhà máy nhiệt hạch quy mô lớn sẽ sớm cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của chúng tôi.”

Cô trích lời Mark Herrmann , phó giám đốc vật lý vũ khí cơ bản tại LLNL, người đã nói: “Laser không được thiết kế để hoạt động hiệu quả. Tia laser được thiết kế để cung cấp cho chúng tôi càng nhiều nước càng tốt để biến những điều kiện đáng kinh ngạc này có thể xảy ra về cơ bản trong phòng thí nghiệm.”

Đúng vậy, Cơ sở đánh lửa quốc gia tại LLNL cuối cùng đã đạt được “đánh lửa nhiệt hạch” – một thành tựu được chờ đợi từ lâu đối với các nhà nghiên cứu tổng hợp hạt nhân trên toàn cầu, nhưng đánh lửa nhiệt hạch để phát điện tiêu dùng chỉ là một phần trong những gì NIF thực hiện.

NIF được xây dựng cho hai nhiệm vụ: thực hiện nghiên cứu để hỗ trợ Chương trình quản lý kho dự trữ - nhiệm vụ hàng đầu của nó - và tiếp tục nhiệm vụ của chúng tôi là hiểu và khai thác năng lượng từ phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Nhiệm vụ thứ hai của nó, hiện đã đạt được một mức độ thành công nhất định, là điều đã trở thành tiêu đề, nhưng nó chủ yếu là sự cường điệu và ít sự thật hơn mà bạn sẽ thấy trên các phương tiện truyền thông.

Theo Cơ quan An ninh Hạt nhân Quốc gia (NNSA), một trong những nhiệm vụ cốt lõi của nó là đảm bảo Hoa Kỳ duy trì kho dự trữ hạt nhân an toàn, bảo mật và đáng tin cậy thông qua ứng dụng khoa học, công nghệ, kỹ thuật và sản xuất vô song.

Văn phòng Chương trình Quốc phòng thực hiện sứ mệnh của NNSA là duy trì và hiện đại hóa kho dự trữ hạt nhân thông qua Chương trình quản lý và quản lý kho dự trữ.

Theo các chuyên gia hiểu biết về những gì NIF làm, cỗ máy tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân đã sử dụng khoảng 400 megajoule để vận hành trong quá trình thử nghiệm và mất khoảng 99% điện năng mà nó tiêu thụ.

Sự khác biệt về năng lượng đó khác xa đáng kể so với mức mà bất kỳ ai cũng coi là mức tăng năng lượng ròng.

Một vấn đề khác với sự cường điệu về phản ứng tổng hợp hạt nhân sẽ sớm thay thế nhiên liệu hóa thạch là máy móc được sử dụng cho thí nghiệm phải mất vài giờ cho đến khi có thể tái sử dụng. Phải mất nhiều năm để hoàn thiện quy trình và khả năng sử dụng máy móc.

Để tạo ra năng lượng ở cấp độ người tiêu dùng, cỗ máy sẽ cần hoàn thành kỳ tích này nhanh hơn 10.000 lần và các nhà khoa học cũng như kỹ sư sẽ cần hoàn thiện một cách để chiết xuất năng lượng dưới dạng nhiệt để sử dụng thực tế.

Theo Tom Hartsfield tại Big Think , còn có vấn đề về nguồn cung. Các viên được sử dụng để tạo ra phản ứng tổng hợp có chứa deuterium và tritium.

Mặc dù deuterium rất dồi dào, nhưng thật không may, toàn bộ nguồn cung cấp tritium trên thế giới ở đâu đó khoảng 50 pound và giá thị trường của tritium ở mức khoảng 1 triệu USD mỗi ounce.

Rõ ràng, năng lượng nhiệt hạch để tạo ra sản lượng điện sẵn sàng cho người tiêu dùng còn rất xa vời. Như với bất cứ điều gì trong tin tức, hãy chú ý đến sự cường điệu và đọc bản in nhỏ. Vâng, phản ứng tổng hợp hạt nhân như một nguồn năng lượng sạch có thể là tương lai. Nhưng chưa hết.