Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Nam châm lớn và mạnh nhất từng được chế tạo Central Solenoid đã bắt đầu hành trình tới miền Nam nước Pháp, nơi nó sẽ trở thành trung tâm của lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất hành tinh: ITER. Khi hoàn thiện, Central Solenoid sẽ cao gần 18 mét, rộng hơn 4 mét và nặng khoảng 1.000 tấn một thành tựu kỹ thuật khổng lồ được mệnh danh là "trái tim đang đập" của tokamak ITER.
Central Solenoid không phải là một nam châm điện thông thường. Nó được thiết kế để tạo ra từ trường mạnh đến mức, theo kỹ sư trưởng John Smith từ General Atomics, có thể nâng cả một tàu sân bay nặng hàng trăm triệu pound lên khỏi mặt đất khoảng 2 mét. Nam châm này sẽ đóng vai trò chính trong việc điều khiển plasma dòng khí siêu nóng được dùng để tạo phản ứng nhiệt hạch bên trong buồng phản ứng tokamak hình bánh donut của ITER.
Central Solenoid gồm sáu mô-đun, mỗi mô-đun cao hơn 2 mét, nặng hơn 110 tấn. Các mô-đun sẽ được xếp chồng và liên kết chính xác từng li trong buồng phản ứng. Từ trường mạnh mà nó tạo ra sẽ dẫn hơn 15 triệu ampe điện chạy qua plasma nhiệt độ bên trong có thể cao hơn cả lõi Mặt Trời.
Để chế tạo nam châm này, General Atomics đã sử dụng dây cáp siêu dẫn được sản xuất tại Nhật Bản. Vật liệu chính là hỗn hợp niobi và thiếc, được "nấu chảy" trong lò ở nhiệt độ 650°C suốt 5 tuần để tạo thành hợp chất siêu dẫn Nb₃Sn. Sau đó, dây được quấn, cách điện bằng hơn 180 dặm băng dính và ngâm trong 1.000 gallon nhựa để cách ly hoàn toàn.
Khi đã hoàn thành, nam châm cần được làm lạnh xuống nhiệt độ chỉ còn 4 Kelvin (~ -269°C) gần bằng nhiệt độ không gian để thử nghiệm hoạt động siêu dẫn.
Không chỉ quá trình chế tạo kỳ công, việc vận chuyển cũng đầy thử thách. Mỗi mô-đun được đưa lên xe tải đặc biệt có hai đầu kéo và hệ thống lái ở phía sau. Từ San Diego, chúng được chuyển tới Houston, sau đó lên tàu đi qua Đại Tây Dương, tới Pháp. Một hệ thống đường bộ chuyên dụng tại Saint-Paul-lez-Durance đã được xây dựng để vận chuyển những cỗ máy khổng lồ này tới ITER.
ITER là gì?
Lò phản ứng ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) là dự án quốc tế nhằm chứng minh rằng nhiệt hạch quá trình tạo năng lượng như trên Mặt Trời có thể trở thành nguồn điện sạch, vô hạn cho tương lai. Dù ITER không tạo ra điện, nó sẽ chứng minh khả năng sản sinh năng lượng lớn hơn lượng điện tiêu thụ một cột mốc chưa từng đạt được trong lịch sử nghiên cứu nhiệt hạch.
Tại sao Central Solenoid quan trọng?
Vì không có từ trường mạnh, plasma sẽ mất kiểm soát, gây hỏng hóc thiết bị. Central Solenoid giống như "cỗ tim đập" giữ cho plasma ổn định và hoạt động đúng hướng. Dự kiến, khi ITER đi vào vận hành đầy đủ, Central Solenoid sẽ giúp nó đạt được mục tiêu tạo ra gấp 10 lần năng lượng so với mức tiêu thụ một bước tiến lớn trong hành trình đi tới năng lượng sạch, không phát thải carbon.
www.popularmechanics.com
Cỗ máy từ trường khổng lồ có thể “nhấc bổng” tàu sân bay
Central Solenoid không phải là một nam châm điện thông thường. Nó được thiết kế để tạo ra từ trường mạnh đến mức, theo kỹ sư trưởng John Smith từ General Atomics, có thể nâng cả một tàu sân bay nặng hàng trăm triệu pound lên khỏi mặt đất khoảng 2 mét. Nam châm này sẽ đóng vai trò chính trong việc điều khiển plasma dòng khí siêu nóng được dùng để tạo phản ứng nhiệt hạch bên trong buồng phản ứng tokamak hình bánh donut của ITER.
Central Solenoid gồm sáu mô-đun, mỗi mô-đun cao hơn 2 mét, nặng hơn 110 tấn. Các mô-đun sẽ được xếp chồng và liên kết chính xác từng li trong buồng phản ứng. Từ trường mạnh mà nó tạo ra sẽ dẫn hơn 15 triệu ampe điện chạy qua plasma nhiệt độ bên trong có thể cao hơn cả lõi Mặt Trời.
Công nghệ siêu dẫn và hành trình vận chuyển ngoạn mục
Để chế tạo nam châm này, General Atomics đã sử dụng dây cáp siêu dẫn được sản xuất tại Nhật Bản. Vật liệu chính là hỗn hợp niobi và thiếc, được "nấu chảy" trong lò ở nhiệt độ 650°C suốt 5 tuần để tạo thành hợp chất siêu dẫn Nb₃Sn. Sau đó, dây được quấn, cách điện bằng hơn 180 dặm băng dính và ngâm trong 1.000 gallon nhựa để cách ly hoàn toàn.
Khi đã hoàn thành, nam châm cần được làm lạnh xuống nhiệt độ chỉ còn 4 Kelvin (~ -269°C) gần bằng nhiệt độ không gian để thử nghiệm hoạt động siêu dẫn.
Không chỉ quá trình chế tạo kỳ công, việc vận chuyển cũng đầy thử thách. Mỗi mô-đun được đưa lên xe tải đặc biệt có hai đầu kéo và hệ thống lái ở phía sau. Từ San Diego, chúng được chuyển tới Houston, sau đó lên tàu đi qua Đại Tây Dương, tới Pháp. Một hệ thống đường bộ chuyên dụng tại Saint-Paul-lez-Durance đã được xây dựng để vận chuyển những cỗ máy khổng lồ này tới ITER.
ITER là gì?
Lò phản ứng ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) là dự án quốc tế nhằm chứng minh rằng nhiệt hạch quá trình tạo năng lượng như trên Mặt Trời có thể trở thành nguồn điện sạch, vô hạn cho tương lai. Dù ITER không tạo ra điện, nó sẽ chứng minh khả năng sản sinh năng lượng lớn hơn lượng điện tiêu thụ một cột mốc chưa từng đạt được trong lịch sử nghiên cứu nhiệt hạch.
Tại sao Central Solenoid quan trọng?
Vì không có từ trường mạnh, plasma sẽ mất kiểm soát, gây hỏng hóc thiết bị. Central Solenoid giống như "cỗ tim đập" giữ cho plasma ổn định và hoạt động đúng hướng. Dự kiến, khi ITER đi vào vận hành đầy đủ, Central Solenoid sẽ giúp nó đạt được mục tiêu tạo ra gấp 10 lần năng lượng so với mức tiêu thụ một bước tiến lớn trong hành trình đi tới năng lượng sạch, không phát thải carbon.
Building the World’s Largest Magnet Is… Complicated
The truly massive “Central Solenoid” will weigh 1,000 tons when assembled.
www.popularmechanics.com
