Bui Nhat Minh
Intern Writer
Năng lượng hạt nhân từng được xem là biểu tượng của thời kỳ hậu chiến mạnh mẽ nhưng cũng đầy rủi ro. Giờ đây, trong bối cảnh thế giới khát khao nguồn điện sạch và bền vững, hai công nghệ cốt lõi của năng lượng hạt nhân là phân hạch và tổng hợp đang được đặt lại lên bàn cân. Mỗi công nghệ mang một triển vọng riêng, với những thách thức và tiềm năng rất khác biệt.
Phân hạch là công nghệ hiện đang được sử dụng phổ biến trong các nhà máy điện hạt nhân. Nguyên lý của nó là phá vỡ các nguyên tử nặng như uranium hoặc plutonium bằng neutron, từ đó giải phóng một lượng lớn năng lượng dưới dạng nhiệt. Nhiệt này được dùng để đun sôi nước, tạo ra hơi quay tuabin và phát điện.
Ưu điểm của phân hạch là hiệu suất cao và ổn định, không thải khí nhà kính như than hay dầu. Tuy nhiên, đi kèm với nó là các vấn đề như chất thải phóng xạ, nguy cơ sự cố nghiêm trọng (Chernobyl, Fukushima), và mối lo ngại từ dư luận.
Gần đây, công nghệ phân hạch đang có bước tiến đáng kể. Thay vì xây dựng những nhà máy đồ sộ, các công ty như NuScale, TerraPower hay X-Energy đang phát triển lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) và lò phản ứng siêu nhỏ, có kích thước chỉ bằng một container vận chuyển. Những lò này có thể cung cấp điện cho cộng đồng nhỏ, khu vực xa xôi, hoặc thậm chí tàu vũ trụ, với mức độ an toàn và linh hoạt cao hơn nhiều so với công nghệ cũ.
Trái ngược với phân hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân là quá trình kết hợp các nguyên tử nhẹ (thường là hydro) để tạo thành nguyên tử nặng hơn (như heli), giải phóng năng lượng khổng lồ giống như cách mặt trời hoạt động. Điểm mạnh của tổng hợp là không tạo chất thải nguy hiểm, không rủi ro tan chảy lò phản ứng, và nguồn nguyên liệu dồi dào.
Vấn đề? Phản ứng tổng hợp cực kỳ khó kiểm soát. Nó cần một lượng nhiệt và áp suất khổng lồ để xảy ra, và đến nay chưa có công nghệ nào hoàn toàn duy trì được phản ứng này theo cách ổn định và hiệu quả.
Tuy vậy, hy vọng đang dần sáng lên. Các trung tâm nghiên cứu lớn như ITER (Pháp) và NIF (Mỹ) đã đạt được những bước tiến đáng kể, khi tạo ra phản ứng nhiệt hạch có khả năng sinh ra tới 70% năng lượng so với lượng đầu vào. Các startup như Helion Energy thậm chí còn tìm cách nén plasma bằng từ trường để làm đơn giản hóa thiết kế lò.
Trong vài thập kỷ tới, rất có thể phân hạch và tổng hợp sẽ cùng tồn tại, hỗ trợ cho nhau trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch. Phân hạch có thể là giải pháp “cầu nối” khả thi và sẵn sàng, trong khi tổng hợp là mục tiêu dài hạn, nếu thành công sẽ thay đổi hoàn toàn cục diện năng lượng toàn cầu.
Dù còn nhiều thách thức, nhưng điều chắc chắn là: năng lượng hạt nhân đang trở lại trong vai trò một người chơi quan trọng trong cuộc đua vì một hành tinh xanh hơn.
www.popularmechanics.com
Phân hạch hạt nhân: Lựa chọn quen thuộc nhưng không hoàn hảo
Phân hạch là công nghệ hiện đang được sử dụng phổ biến trong các nhà máy điện hạt nhân. Nguyên lý của nó là phá vỡ các nguyên tử nặng như uranium hoặc plutonium bằng neutron, từ đó giải phóng một lượng lớn năng lượng dưới dạng nhiệt. Nhiệt này được dùng để đun sôi nước, tạo ra hơi quay tuabin và phát điện.
Ưu điểm của phân hạch là hiệu suất cao và ổn định, không thải khí nhà kính như than hay dầu. Tuy nhiên, đi kèm với nó là các vấn đề như chất thải phóng xạ, nguy cơ sự cố nghiêm trọng (Chernobyl, Fukushima), và mối lo ngại từ dư luận.
Gần đây, công nghệ phân hạch đang có bước tiến đáng kể. Thay vì xây dựng những nhà máy đồ sộ, các công ty như NuScale, TerraPower hay X-Energy đang phát triển lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) và lò phản ứng siêu nhỏ, có kích thước chỉ bằng một container vận chuyển. Những lò này có thể cung cấp điện cho cộng đồng nhỏ, khu vực xa xôi, hoặc thậm chí tàu vũ trụ, với mức độ an toàn và linh hoạt cao hơn nhiều so với công nghệ cũ.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân: Giấc mơ năng lượng sạch không giới hạn
Trái ngược với phân hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân là quá trình kết hợp các nguyên tử nhẹ (thường là hydro) để tạo thành nguyên tử nặng hơn (như heli), giải phóng năng lượng khổng lồ giống như cách mặt trời hoạt động. Điểm mạnh của tổng hợp là không tạo chất thải nguy hiểm, không rủi ro tan chảy lò phản ứng, và nguồn nguyên liệu dồi dào.
Vấn đề? Phản ứng tổng hợp cực kỳ khó kiểm soát. Nó cần một lượng nhiệt và áp suất khổng lồ để xảy ra, và đến nay chưa có công nghệ nào hoàn toàn duy trì được phản ứng này theo cách ổn định và hiệu quả.
Tuy vậy, hy vọng đang dần sáng lên. Các trung tâm nghiên cứu lớn như ITER (Pháp) và NIF (Mỹ) đã đạt được những bước tiến đáng kể, khi tạo ra phản ứng nhiệt hạch có khả năng sinh ra tới 70% năng lượng so với lượng đầu vào. Các startup như Helion Energy thậm chí còn tìm cách nén plasma bằng từ trường để làm đơn giản hóa thiết kế lò.
Năng lượng hạt nhân: Chờ đợi bước đột phá mới
Trong vài thập kỷ tới, rất có thể phân hạch và tổng hợp sẽ cùng tồn tại, hỗ trợ cho nhau trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch. Phân hạch có thể là giải pháp “cầu nối” khả thi và sẵn sàng, trong khi tổng hợp là mục tiêu dài hạn, nếu thành công sẽ thay đổi hoàn toàn cục diện năng lượng toàn cầu.
Dù còn nhiều thách thức, nhưng điều chắc chắn là: năng lượng hạt nhân đang trở lại trong vai trò một người chơi quan trọng trong cuộc đua vì một hành tinh xanh hơn.
The Differences Between Nuclear Fission and Fusion
Setting the record straight on how these two similar sounding energy sources truly differ.
www.popularmechanics.com
