Heli 3 - Năng lượng nhiệt hạch cho tương lai

Heli (He) là nguyên tố trong bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học có kí hiệu He và có số hiệu nguyên tử 2. Tên của nguyên tố này bắt nguồn từ Helios, tên của vị thần Mặt trời trong thần thoại Hi Lạp, do nguồn gốc nguyên tố này được tìm thấy trong quang phổ trên Mặt trời.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Heli 3 - Năng lượng nhiệt hạch cho tương lai Heli 3 - Năng lượng nhiệt hạch cho tương lai Heli (He) là nguyên tố trong bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học có kíhiệu He và có số hiệu nguyên tử 2. Tên của nguyên tố này bắt nguồn từ Helios,tên của vị thần Mặt trời trong thần thoại Hi Lạp, do nguồn gốc nguyên tố nàyđược tìm thấy trong quang phổ trên Mặt trời. Các đồng vị của Heli có cùng sốproton, nhưng có số nơtron khác nhau trong nguyên tử, Heli có hai đồng vịchủ yếu (2He, 3He). Heli được dùng để dùng trong các bóng thám không và khí cầu nhỏ do tỷtrọng riêng nhỏ hơn tỷ trọng của không khí, và như chất lỏng làm lạnh cho namchâm siêu dẫn. Đồng vị Heli 3 (3He) có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, và mộttrong những ứng dụng đó là nguồn năng lượng nhiệt hạch. Năng lượng hạt nhân thu được dựa trên quá trình phân rã hạt nhânlớn như: Urani… thành nhiều hạt nhân nhỏ hơn. Ngược lại, trong phản ứng nhiệthạch, 2 hạt nhân nhỏ hơn kết hợp thành hạt nhân lớn hơn đồng thời giải phóng ranguồn năng lượng. Phản ứng xảy ra trong lò ITER la sự kết hợp hai đồng vị hydro:Deuterium và Tritium. Tritium có tính phóng xạ, lại là một thành phần của vũ khíhạt nhân nên cần hết sức thận trọng khi sử dụng nó, hơn nữa, các nơtron có tínhlinh động cao được sinh ra có tính linh động cao được sản sinh ra từ phản ứngDeuterium - Tritium sẽ đập vào thành lò phản ứng và gây ra thiệt hại về cấu trúccủa lò. Người ta hy vọng có thể thay thế thành lò ITER thường xuyên, cứ 1 dến 2năm 1 lần. Lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên có tên là InternationalThermonuclear experimental Reactor (ITER) đã được khởi công tại Cadarache,Pháp, với dư định tạo ra Plasma 100 triệu độ vào năm 2016. Tuy nhiên, có lẽ trongvòng 20 năm tới, nhà máy điện sử dụng năng lượng nhiệt hạch cũng chưa thể xuấthiện. Các nhà khoa học đã chứng minh: chỉ cần 40 tấn Heli 3 là có thể cung cấpnăng lượng cần thiết cho nhu câu điện năng của của Hoa kỳ trong suốt 1 năm.Heli 3 là một dồng vị nhẹ của nguyên tố heli, thường được sử dụng trong các phảnứng ở nhiệt độ cao, heli 3 các hạt nhân khác giải phóng nhiều với các hạt nhân khácgiải phóng nhiều năng lượng hơn trong khi đó thải ra rất ít chất thải so với cácphản ứng hạt nhân thông thường. Tuy nhiên, trên Trái đất, heli 3 là “của hiếm”. nóthưòng được hình thành dưới dạng của sản phẩm phụ của vũ khí hạt nhân. Ngườita có thể phải trả tới 1000 USD cho một gram heli 3. Gió mặt trời là nguồn cung cấpheli 3 tương đối ổn định, nhưng việc thu được heli 3 từ gió mặt trời là cực khó, bởitừ trường của Trái đất đẩy chúng đi xa. Tuy nhiên, Mặt trăng lại là nguồn heli 3 cựckì rồi rào, vì suốt 4,5 tỉ năm nay, nó đã “cần mẫn” thu nhận khoảng 1 triệu đến 5triệu tấn heli 3 từ gió mặt trời. Mặc dù vậy, để thu nhập được heli 3 từ Mặt trăngkhông dễ dàng chút nào: phải xử lý hàng trăm triệu tấn đất đá để có được 1 tấnheli 3. Gerald Kulcínki, giám đốc Viện công nghệ nhiệt hạch tại Đại học Wisconin(Mỹ), cùng các cộng đòng nghiệp đã thiết kế một hệ thống máy móc có thể dichuyển được trên bề mặt của Mặt trăng để lấy “đất” trên đó và sử dụng ánh sángmặt trời tập trung để làm nóng tới nhiệt độ 1.300 độ F (700oC). Kulcinski ước tínhcỗ máy của ông có thể sản xuất được lượng năng lượng lớn gấp 3 lần năng lượngmà nó tiêu tốn để thực hiện công việc này ( bao gồm cả năng lượng đến mặt trăngrồi quay trở lại). Ông tính toán rằng họ sẽ tốn khoảng 800 triệu đôla để mang mỗitấn Heli 3 về Trái đất, bù lại có thể bán mỗi tấn Heli 3 với giá 10 tỉ đôla! Mặc dù Heli 3 là một nguồn năng lượng nhiệt hạch sạch, tạo ra ít chất thải,tuy nhiên, để giấc mơ “năng lượng Heli 3” thành sự thực, ngoài sự khan hiếm, cácnhà khoa học còn phải đối diện với một khó khăn khác: rất khó đốt cháy heli 3.Để đốt cháy heli 3, cần có năng lượng còn cao hơn để đốt cháy đồng vị Hyđro.Kulcinski đưa ra cách tạo phản ứng nhiệt hạch Inertial Electrostalic Confinement(IEC) (tạm dịch là vây hãm điện tĩch quán tính), không sử dụng từ tường để giữplasma nóng như ITER, mà sử dụng phương pháp đẩy các hạt nhân nhờ điệntrường. Tuy nhiên, trong các thử nghiệm này, nguồn năng lượng đầu vào của phảnứng nhi ệt hạch IEC đều lớn hơn nhiều so với năng lượng mà nó tạo ra . Chính vìthế, hầu hết các nhà nghiên cứu đều đồng tình rằng heli -3 chưa thể là nghiên cứuđều đồng tình rằng heli 3 chưa thể là nhiên liệu đầu tiên được sử dụng trong các lòphản ứng nhiệt hạch. Mặc dù vậy, loài người vẫn rất lạc quan Heli 3 sẽ trở thànhnguồn cung cấp năng lượng quan trọng trong tương lai. Bom khinh khí hoạt động như thế nào Bom Kinh khí còn gọi là bom H(bom nhiệt hạch) : + Cấu tạo bởi 2 phần chính : bên trong là 1 bom A ( bom nguyên tử hay bom phân hạch) có vai trò ngòi nổ tạo điềukiện cho phản ứng tổng hợp hạt nhân , xung quanh là 1 lớp vỏ chứa các vậtchất để tổng hợp hạt nhân ...