Helium Fusion cung cấp năng lượng cho những ngôi sao

Nghiên cứu về Helium Fusion

Nếu tận dụng được phản ứng nhiệt hạch thì năng lượng không còn là mối lo cho các quốc gia nữa. Mặc dù vẫn chưa thể ứng dụng phản ứng nhiệt hạch này do con người chưa tạo ra được điều kiện để kích hoạt phản ứng, bài viết này vẫn cung cấp cho bạn những thông tin của một loại phản ứng nhiệt hạch: Helium Fusion.

Lý do mà người ta nghiên cứu về Helium Fusion

Khi ngành vật lý hạt nhân không ngừng phát triển, người ta căn cứ vào các phản ứng hạt nhân là:

  • Phân hạch (bắn phá hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn).
  • Nhiệt hạch (tổng hợp hạt nhân nặng từ hai hạt nhân nhẹ hơn).

Với mong muốn giải phóng ra vô số năng lượng để đáp ứng cho tiêu dùng của con người, nên các quốc gia vẫn luôn đầu tư vào lĩnh vực này.

Năng lượng hạt nhân mà hiện nay ta đang sử dụng từ những lò phản ứng hạt nhân là được phát ra từ phản ứng phân hạch. Tuy nhiên, loại năng lượng này tiềm ẩn rất nhiều nguy hiểm với những nguy cơ chất phóng xạ độc hại như uranium. Chứng tỏ ngay tại hai vụ rò rỉ phóng xạ rung động thế giới là thảm họa nguyên tử Chernobyl ngày 26/4/1986 thuộc Liên bang Soviet cũ và rò rỉ phóng xạ tại nhà máy Fukushima Daiichi ngày 11/3/2011 ở Nhật Bản.

Nếu người ta khai thác được năng lượng nhiệt hạch. Năng lượng này cao gấp nhiều lần khoảng 500 ngàn tỷ Watts trong một phần giây đồng hồ. Cao gấp 1000 lần so với cường độ lưới điện quốc gia Hoa Kì hiện nay.

Nguyên liệu là Hydro – chất tồn tại nhiều nhất trong vũ trụ. Và sản phẩm là Heli hoàn toàn không gây hại cho con người và môi trường.

Khái niệm Helium Fusion.

Người ta đã nghiên cứu về Helium Fusion. Một loại phản ứng nhiệt hạch vẫn đang xảy ra trong vũ trụ hàng tỷ năm qua. Helium Fusion là một quá trình xảy ra như một phần của tổng hợp hạt nhân tại các vì sao. Đó là một thuật ngữ để áp dụng cho các cơ chế hoạt động trong các ngôi sao. Mỗi ngôi sao là một động cơ nhiệt hạch. Nguyên liệu chúng sử dụng là hydro và sản phẩm là Heli. Lần lượt là hai nguyên tố nhiều nhất và nhì trong vũ trụ.

Quá trình nhiệt hạch Heli được chia ra làm hai giai đoạn:

Quá trình ba alpha
Quá trình ba alpha

Giai đoạn sơ cấp:

Tỷ lệ Heli chuyển thành các nguyên tố nặng hơn thông qua quá trình 3 alpha. Đó là quá trình kết hợp ba hạt nhân Heli-4 thành một hạt nhân carbon-12. Tỷ lệ quá trình này nhanh hơn so với tỷ lệ carbon-12 chuyển thành những sản phẩm nặng hơn. Cho nên, ở giai đoạn này hầu như tiêu tốn hết Heli-4 trong môi trường phản ứng và tạo ra phần lớn năng lượng.

Quá trình ba alpha phụ thuộc vào nhiệt độ nhiều hơn bất kì quá trình nhiệt hạch hạt nhân sơ cấp nào khác. Do sự xảy ra phản ứng trung gian tạo ra một Berylium-8 từ hai Heli-4. Quá trình ba alpha xảy ra ở điều kiện nhiệt độ trên 100 triệu Kevin. Nó sẽ cho ra sản phẩm cuối là carbon-12. Còn khi nhiệt độ nhỏ hơn 100 triệu Kevin. Sản phẩm cuối là Oxy-16. Khi nhiệt độ trên 400 triệu Kevin thì sản phẩm cuối là Ne-20 và Mg-24.

Giai đoạn thứ cấp:

Giai đoạn thứ cấp: Chuyển C-13 và N14 thành O-16 và O-18. Những phản ứng này không quan trọng đối với việc sản xuất ra năng lượng. Bởi vì mật độ của C-13 và N-14 khá ít trên các sao. Nếu như trường hợp C-13 bị phá hủy. Những neutron của đồng vị này sẽ được giải thoát. Nó sẽ bị hấp thu bởi hạt nhân khác để tạo thành sản phẩm nặng hơn. Việc tạo thành O-18 từ N-14 chỉ thay đổi thành phần mật độ của bầu khí. Thế nhưng O-18 có thể kết hợp với Heli-4 tạo thành Ne-21 và Ne-22. Mà hạt nhân Ne-21 được tạo ra ảnh hưởng đến việc giải phóng ra các neutron.

Bảo tồn năng lượng của quá trình này cũng phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, nó chỉ thực sự quan trọng nếu như nhiệt độ tăng lên trên 200 triệu Kevin.

Điều kiện để kích hoạt một phản ứng nhiệt hạch:

  • Hỗn hợp nhiên liệu phải được chuyển sang trạng thái plasma (cần nhiệt độ lên tới hàng chục ngàn để cho tất cả các chất ở trạng thái nguyên tử: chỉ gồm hạt nhân và electron hay trạng thái ion hóa)
  • Cung cấp động năng ban đầu vào khoảng 100.000 eV để hạt nhân tiếp xúc với nhau để tạo nên phản ứng phân hạch trước (khoảng 100 triệu độ hay dùng các máy gia tốc sử dụng chùm tia lazer cực mạnh)
  • Mật độ hạt nhân ở trạng thái plasma phải đủ lớn.
  • Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ trên 100 triệu độ cũng phải đủ lớn.

Nói một cách đơn giản cho mọi người dễ hiểu, để kích phát cho phản ứng nhiệt hạch thì phải cần phải có một phản ứng phân hạch để nâng nhiệt độ lên đủ lớn, tức là nhiệt độ ở tâm của một trái bom nguyên tử.

Mà với điều kiện khoa học kỹ thuật hiện tại, chúng ta chưa thể kiểm soát được điều này khi mà thách thức là tạo ra một chất liệu có thể có thể chịu được hàng trăm triệu độ, đồng thời phải giỏi về vật lý plasma.

Nói tóm lại, với phương tiện kỹ thuật hiện tại thì năng lượng nhiệt hạch- năng lượng nhiều bất tận và sạch vẫn chưa thể được phục vụ cho con người chúng ta.

Nhà cung cấp khí Heli – Vietxuangas

Vietxuanxas chuyên cung cấp khí Heli cũng như các sản phẩm khí đặc biệtkhí công nghiệp khác như: Khí MetanKhí Sf6, …Quý khách có nhu cầu vui lòng liên hệ:

Tư vấn kỹ thuật và bán hàng: 0913 532 568

Xin cảm ơn và hân hạnh được phục vụ.

icons8-exercise-96 challenges-icon chat-active-icon