Lò phản ứng nhiệt hạch thương mại công suất 2 gigawatt của Trung Quốc

Một nhóm nghiên cứu Trung Quốc thiết kế nhà máy đầu tiên trên thế giới có thể biến năng lượng nhiệt hạch thành điện mà không làm sập mạng lưới điện.

Khi hoàn thành vào năm 2035, Lò phản ứng thử nghiệm kỹ thuật nhiệt hạch Trung Quốc (CFETR) sẽ sản sinh một lượng nhiệt khổng lồ với công suất cực đại 2 gigawatt. Nhưng biến đổi nhiệt thành điện rất khó khăn bởi cứ 2 giờ lò phản ứng lại cần tạm dừng hoạt động 20 phút, theo Xiang Kui, kỹ sư trưởng hệ thống nhiệt của Viện thiết kế năng lượng điện Quảng Đông thuộc Tập đoàn kỹ thuật năng lượng Trung Quốc. Tình trạng gián đoạn thường xuyên này có thể tạo ra xung điện đe dọa gây thiệt hại lớn cho mạng lưới điện, nhóm nghiên cứu cho biết trong bài báo công bố hôm 18/5 trên tạp chí Southern Energy Construction.

Lò phản ứng nhiệt hạch thương mại công suất 2 gigawatt của Trung Quốc
Thiết kế của lò CFETR. (Ảnh: SCMP)

Trung Quốc lên kế hoạch bắt đầu sản xuất điện nhiệt hạch thương mại vào khoảng năm 2050, nhưng nhà máy điện nhiệt hạch cần thiết kế riêng biệt với vùng đệm rộng để bảo vệ cơ sở hạ tầng năng lượng hiện nay trước xung điện. CFETR là thiết bị tokamak được chế tạo để khai thác năng lượng nhiệt hạch, có thể sản sinh từ trường cực mạnh nhằm kiểm soát khí hydro nóng gấp 10 lần lõi Mặt trời.

Loading...

Khi phản ứng nhiệt hạch bắt đầu, hai nguyên tử hydro sẽ sáp nhập thành một và giải phóng năng lượng khổng lồ. Tuy nhiên, plasma nóng rất khó điều khiển. Lần vận hành dài nhất từ trước tới nay đối với lò phản ứng loại này không vượt quá 2 phút. Dựa trên tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ nhiệt hạch trong những năm gần đây, các nhà khoa học Trung Quốc ước tính trong vòng một thập kỷ, họ có thể tăng thời gian duy trì plasma ổn định lên vài giờ. Nhưng nếu plasma trở nên kém ổn định, lò phản ứng sẽ cần tạm dừng hoạt động và hạ nhiệt trước khi tái khởi động.

Giải pháp của Xiang và cộng sự là dùng bể nhiệt. Theo thiết kế của họ, khí heli sẽ dẫn nhiệt từ lò phản ứng tới bể chứa đầy muối nóng chảy. Do tổng năng lượng trong bể tích tụ dần, nhiệt độ của muối sẽ tăng lên 600 độ C. Muối nóng chảy sau đó sẽ được bơm vào một thiết bị trao đổi nhiệt để đun sôi nước và vận hành turbine giúp sản xuất điện. Quá trình này phức tạp hơn so với phần lớn nhà máy điện hiện nay và một phần năng lượng sẽ bị thất thoát trong thiết bị trao đổi nhiệt. Nhưng giải pháp này có thể loại bỏ hiệu quả xung điện và giúp kết nối lò phản ứng nhiệt hạch với cơ sở hạ tầng điện hiện nay.

Một lò phản ứng nhiệt hạch lý tưởng cần hoạt động liên tục trong nhiều tháng hoặc nhiều năm. Thông qua kết nối CFETR với mạng lưới điện, Trung Quốc sẽ trở thành nước đầu tiên sử dụng "Mặt trời nhân tạo" để sản xuất năng lượng hữu ích.

Trung Quốc giới thiệu CFETR vào năm 2017 như dự án tiếp nối Lò phản ứng Thử nghiệm Nhiệt hạt nhân Quốc tế (ITER), lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên trên thế giới đang được xây dựng tại Pháp. Bắt đầu vận hành vào năm 2015, ITER sẽ hoạt động trong 10 phút để chứng minh quá trình nhiệt hạch có thể sản sinh nhiều năng lượng hơn mức tiêu hao. Lò CFETR sẽ tiến xa hơn bằng cách thương mại hóa nguồn nhiệt do lò nhiệt hạch tạo ra.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Trang trại điện mặt trời nổi lớn nhất châu Âu sắp hoạt động

Trang trại điện mặt trời nổi lớn nhất châu Âu sắp hoạt động

Trang trại điện mặt trời xây trên hồ nhân tạo Alqueva gồm 12.000 tấm pin, dự kiến cung cấp điện cho khoảng 1.500 hộ gia đình.

Đăng ngày: 12/05/2022
Hàn Quốc sẽ sở hữu thành phố nổi đầu tiên trên thế giới vào năm 2025

Hàn Quốc sẽ sở hữu thành phố nổi đầu tiên trên thế giới vào năm 2025

Mực nước biển ngày càng tăng là lý do các thành phố nổi sẽ là trọng tâm phát triển trong tương lai.

Đăng ngày: 11/05/2022
Đập thủy điện cao 180 m in 3D trên cao nguyên Tây Tạng

Đập thủy điện cao 180 m in 3D trên cao nguyên Tây Tạng

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đang sử dụng trí tuệ nhân tạo để biến một dự án xây đập ở tỉnh Thanh Hải thành máy in 3D lớn nhất thế giới.

Đăng ngày: 09/05/2022
Tổng hợp các nhà máy điện lớn nhất thế giới (theo từng loại)

Tổng hợp các nhà máy điện lớn nhất thế giới (theo từng loại)

Infographic sau đây sẽ cho chúng ta biết những nhà máy điện lớn nhất thế giới. Mời các bạn theo dõi!

Đăng ngày: 06/05/2022
Kỳ quan công nghệ do

Kỳ quan công nghệ do "4 gã khổng lồ vũ trụ" bắt tay xây dựng: Nặng 40 tấn, chưa ở đâu có!

Lunar Gateway là công trình đòi hỏi công nghệ tiên tiến và tinh vi bậc nhất hiện nay.

Đăng ngày: 06/05/2022
Tận mục sở thị cây cầu treo dài nhất thế giới bắc qua thung lũng sâu

Tận mục sở thị cây cầu treo dài nhất thế giới bắc qua thung lũng sâu

Cây cầu treo dài hơn 720 mét bắc qua thung lũng sâu ở Cộng hòa Czech sẽ mở cửa vào tháng 5/2022

Đăng ngày: 05/05/2022
Công ty Mỹ khai trương khu giải trí phức hợp không gian với trọng lực nhân tạo vào năm 2025

Công ty Mỹ khai trương khu giải trí phức hợp không gian với trọng lực nhân tạo vào năm 2025

Đây là một mốc thời gian đầy tham vọng và có thể là phi thực tế.

Đăng ngày: 04/05/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News