José Gómez
Một dự án tiên phong đã được khởi động tại Fort Collins, Colorado, nơi mà công ty khởi nghiệp Đức Marvel Fusion và Đại học Bang Colorado đang hợp tác để xây dựng một cơ sở laser đầy tham vọng mang tên ATLAS với kinh phí 150 triệu USD. Cơ sở đổi mới này dự kiến sẽ sử dụng ba laser tiên tiến để giải phóng một công suất đáng kinh ngạc lên tới 7 petawatt, vượt quá toàn bộ năng lực sản xuất điện của Hoa Kỳ tới 5,000 lần.
Mỗi xung laser sẽ kéo dài chỉ trong 100 triệu tỷ giây, tạo ra những điều kiện tương tự như trong các ngôi sao, có khả năng nối các nguyên tử lại với nhau. Cộng đồng khoa học đã lâu khám phá tiềm năng của laser trong việc fusion, và đáng chú ý, một bước tiến quan trọng đã được thực hiện vào năm 2022 khi Cơ sở Kích thích Quốc gia đạt được lợi ích năng lượng ròng từ phản ứng này. Thành tựu này đã khơi dậy hy vọng rằng giấc mơ khai thác năng lượng fusion có thể sớm trở thành hiện thực.
Marvel Fusion dự định nâng cao điều này bằng cách thiết kế cơ sở ATLAS để đạt được mười vụ nổ laser mỗi giây. Tần số này là cần thiết để duy trì một phản ứng fusion liên tục và mở đường cho một nguồn năng lượng sạch đáng tin cậy. Sự hợp tác giữa hai bên cũng nhằm mục tiêu đạt được những tiến bộ công nghệ giúp cải thiện hiệu suất laser trong khi giảm chi phí vận hành.
Với mục tiêu hoàn thành vào năm 2026, cả hai đối tác đều háo hức thiết lập một sự hiện diện mạnh mẽ trong lĩnh vực năng lượng fusion và khám phá thêm các lĩnh vực như y tế và hình ảnh tiên tiến.
Đổi mới Năng lượng Fusion: Cơ sở ATLAS
Trong những năm gần đây, cuộc tìm kiếm các giải pháp năng lượng bền vững đã có bước tiến mạnh mẽ, và năng lượng fusion nổi bật như một biên giới đầy hứa hẹn. Cơ sở ATLAS, một dự án đột phá được khởi xướng bởi công ty khởi nghiệp Đức Marvel Fusion phối hợp với Đại học Bang Colorado, nhằm trở thành điểm tiên phong trong cuộc cách mạng năng lượng này. Trong khi bài viết trước đã nêu bật những khía cạnh chính của sáng kiến 150 triệu USD này, vẫn còn một số chi tiết quan trọng cần được khám phá thêm.
Mục tiêu chính của cơ sở ATLAS là gì?
Mục tiêu chính của ATLAS là đạt được năng lượng fusion có thể sử dụng được về mặt kinh tế. Điều này không chỉ bao gồm việc tinh chỉnh quy trình fusion để có đầu ra năng lượng mà còn phát triển các công nghệ để làm cho năng lượng này trở nên phải chăng và dễ tiếp cận. Cơ sở ATLAS mong muốn tạo ra năng lượng vượt xa các khả năng hiện có của các sáng kiến fusion hiện tại, tiến tới việc fusion trở thành một nguồn năng lượng thực tế cho việc sử dụng rộng rãi.
Các lợi thế chính của năng lượng fusion so với các nguồn năng lượng thông thường là gì?
1. Nguồn nhiên liệu dồi dào: Fusion chủ yếu sử dụng các đồng vị của hydro như deuteri và triti, chúng có mặt nhiều và có thể được chiết xuất từ nước biển và lithium.
2. Tác động môi trường tối thiểu: Fusion không sản sinh khí thải nhà kính trong quá trình vận hành, khiến nó trở thành một lựa chọn sạch hơn so với nhiên liệu hóa thạch và một nhân tố chính trong việc chống biến đổi khí hậu.
3. An toàn: Khác với phân hạch hạt nhân, fusion không có phản ứng dây chuyền; bất kỳ sự rối loạn nào trong quá trình vận hành sẽ dừng lại phản ứng, giảm đáng kể nguy cơ xảy ra tai nạn.
Có thách thức và tranh cãi nào xung quanh sự phát triển của năng lượng fusion không?
Mặc dù có nhiều lợi thế, năng lượng fusion vẫn phải đối mặt với nhiều rào cản:
1. Phức tạp kỹ thuật: Việc đạt được và duy trì các điều kiện cực đoan cần thiết cho fusion (nhiệt độ và áp suất cao) vẫn là một rào cản kỹ thuật lớn.
2. Chi phí: Đầu tư ban đầu và chi phí vận hành để thiết lập các cơ sở fusion là rất lớn, dẫn đến các cuộc tranh luận về nguồn tài trợ và tính khả thi về kinh tế.
3. Cảm nhận của công chúng: Có sự hoài nghi và lo ngại trong công chúng về độ an toàn và tính khả thi của năng lượng fusion, điều này có thể cản trở việc hỗ trợ tài chính và các sáng kiến chính sách.
Điều gì làm cho cơ sở ATLAS khác biệt với các dự án fusion khác?
Thiết kế của cơ sở ATLAS tích hợp công nghệ tiên tiến để cải thiện hiệu suất laser và hiệu quả vận hành. Với kế hoạch sản xuất mười xung laser mỗi giây, ATLAS hướng tới việc thiết lập một quy trình fusion liên tục, một thành tích chưa được các cơ sở khác đạt được. Khả năng này có thể mang lại đầu ra năng lượng cao hơn và có khả năng cách mạng hóa cách năng lượng fusion có thể được khai thác.
Các cơ hội tương lai nào có thể phát sinh từ công nghệ fusion này?
Năng lượng fusion có các ứng dụng vượt ra ngoài việc sản xuất điện. Các công nghệ và phương pháp được phát triển tại cơ sở ATLAS có thể ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực, bao gồm:
– Công nghệ Y tế: Các kỹ thuật fusion có thể dẫn đến những tiến bộ trong điều trị ung thư và hình ảnh y tế.
– Khám phá không gian: Tiềm năng cho đầu ra năng lượng cao có thể tạo điều kiện cho các hệ thống đẩy hiệu quả hơn cho việc du hành giữa các vì sao.
Khi thế giới tìm cách chuyển đổi từ các hệ thống năng lượng dựa trên carbon, các dự án như cơ sở ATLAS là rất quan trọng. Mặc dù con đường đến năng lượng fusion thực tiễn đầy rẫy thách thức, những lợi ích tiềm năng, kết hợp với những giải pháp đổi mới, có thể mở ra con đường cho một tương lai năng lượng sạch hơn và bền vững hơn.
Để tìm hiểu thêm về năng lượng fusion và những phát triển trong lĩnh vực này, hãy truy cập ITER, một dự án nghiên cứu và kỹ thuật năng lượng fusion quốc tế có trụ sở tại Pháp.
