ITER đã tới gần lò phản ứng hợp hạch tới mức nào?
Trả lời bởi Matthew J Moynihan, tiến sĩ về ICF (phản ứng hợp hạch thuần túy). Câu trả lời được viết ngày 7/3/2016.
Nguồn: https://qr.ae/pNKpFz
ITER sẽ không bao giờ trở thành lò phản ứng hợp hạch dẫn đầu cuộc đua thương mại hóa.
Hơn nữa, còn rất nhiều mẫu lò phản ứng hợp hạch khác tốt hơn nhưng lại chẳng hề thu hút được sự chú ý hay nhận được sự hỗ trợ. ITER đã thu hút quá nhiều nhà khoa học tài năng, tiền bạc và sự chú ý. Điều này làm tổn hại rất nhiều dự án khác cùng mục tiêu. Đây thực sự là một pha xử lý vô cùng khó hiểu, nếu ta xem xét tới các yếu tố sau:
1. ITER quá lớn. Theo như phân tích của Phòng thí nghiệm quốc gia Livermore, lõi của ITER sẽ nặng hơn lõi của một lò phản ứng phân hạch bình thường khoảng 60 lần [2]. Và đó mới chỉ là phần lõi. Nhà máy đặt ITER cũng cần có hệ thống tạo môi trường chân không, hệ thống làm lạnh, xử lý và khôi phục môi trường.
2. ITER quá phức tạp. Cỗ máy này tính sơ sơ thì có khoảng… 1 triệu phần. Dạng hoàn chỉnh của nó được chế tạo từ khoảng 23.000 tấn sắt thép [6]. Nó sẽ giãn nở mỗi khi được gia nhiệt và làm lạnh. Hãy thử hình dung chi phí để duy trì và sửa chữa một cỗ máy cỡ đó xem.
3. ITER đắt kinh khủng khiếp. Chúng ta đơn giản là không thể biết được cỗ máy này đắt tới mức nào. Các nước tham gia dự án này đều có nghĩa vụ là không được tiết lộ cho chúng ta biết họ đã tiêu hết bao nhiêu tiền cho dự án này. Con số ước tính là khoảng 16, 21 hay thậm chí là 50 tỷ đô la Mỹ [6, 10-12]. Khó mà có nhà máy điện nào ngốn nhiều tiền được tới mức này.
4. ITER sẽ không hoàn thành đúng thời hạn. Kể từ khi bắt đầu, ITER đã bị trì hoãn nhiều lần. Chỉ riêng việc quyết định nơi để xây dựng nó cũng đã mất ba năm [7]. Theo như kế hoạch ban đầu, ITER được cho là sẽ bắt đầu vận hành vào năm 2016 [8]. Và giờ thì điều đó là không thể nào. Thời hạn mới cho mục tiêu đó ít nhất đã lùi lại thêm 7 năm nữa (tức năm 2023) [9].
5. ITER không an toàn. ITER tạo ra hai vấn đề hoàn toàn mới về mặt an toàn: lò phản ứng có thể bị plasma đánh thủng và cách làm nguội. Nếu vì một nguyên nhân nào đó mà lò phản ứng bị đánh thủng, việc khắc phục sẽ rất đắt đỏ và nguy hiểm [2]. Nhiệt lượng do sự rò rỉ plasma đó có thể lớn gấp 10 lần điểm nóng chảy của lớp tường đầu tiên và divertor [2]. (Chú thích: Trong nghiên cứu về nhà máy điện từ phản ứng hợp hạch, divertor là thiết bị nằm trong lò tokamak và sẽ cho phép tách nguyên liệu thải khỏi nguồn plasma trong lúc lò phản ứng vẫn đang vận hành bằng những cách thức trực tuyến.) Ta có thể hình dung ra những vấn đề đặt ra lúc đó cho những thiết bị điều hòa, người quản lý và kỹ sư. Vấn đề thứ hai là làm nguội. Khi đó, những nam châm siêu dẫn sẽ đột ngột trở thành nam châm thường và giải phóng năng lượng. Các vòng dây của ITER chứa năng lượng tương đương với 10 tấn thuốc nổ TNT. Điều này thực tế đã xảy ra 17 lần trong các lò tokamak [2]: làm quá tải nhiệt, tan chảy các thành phần và thậm chí là bùng lên những ngọn lửa.
6. ITER cần những công nghệ mới. Công trình của Đại học Wisconsin đã chỉ ra rằng không có nhiên liệu rắn nào có thể tương thích với trạng thái ổn định của ITER [2]. Dòng heli cực nóng bắn vào những bức tường kim loại sẽ khiến chúng phồng lên.
Rõ ràng ITER sẽ không bao giờ có thể thương mại hóa. Những người ủng hộ nó có thể cho rằng: “Vậy thì sao chứ? ITER là thí nghiệm của chính phủ các nước chứ không phải sản phẩm thương mại. Cỗ máy tiếp theo sẽ vận hành được thôi.” Có vài lỗi trong ý kiến này. Đầu tiên, nếu đã thừa nhận ITER sẽ không được thương mại thì hãy ngừng đối xử với nó như một sản phẩm thương mại. Ngân sách dành cho thí nghiệm này có thể đầu tư cho các phương án lò phản ứng hợp hạch khác, đừng mạo hiểm đổ tất cả vào ITER. Thứ hai: dự án này càng kéo dài thì ngày mà thế giới có được nhà máy điện từ phản ứng hợp hạch sẽ càng lúc càng xa. Hãy tính đến các phương án khác.
Nguồn tham khảo:
1. “NPRE Distinguished Alumni.” NPRE Distinguished Alumni. N.p., 18 Oct. 2015. Web. 18 Oct. 2015. .
2. Hirsch, Robert L. “Fusion Research: Time to Set a New Path.” Issues in Science and Technology 31, no. 4 (Summer 2015).
3. Buck, Alice. “A History of the Energy Research and Development Administration.” Washington DC – Energy Office of Management (1982): 0-22. Web. 18 Oct. 2015.
4. Anderson, Hans Christen. “The Emperor’s New Clothes.” The Hans Christen Andersen Center, n.d. Web. 18 Oct. 2015. .
5. J. Kaslow, M. Brown, R. Hirsch, R. Izzo, J. McCann, D. McCloud, B. Muston, A Peterson, Jr., S. Rosen, T. Schneider, P. Skrgic, and B. Snow, “Criteria for Practical Fusion Power Systems: Report from the EPRI Fusion Panel,” Journal of Fusion Energy 13, nos. 2/3 (1994).
6. “ITER – the Way to New Energy.” ITER Project Milestones. ITER, 2013. Web. 06 Oct. 2015.
7. Laberge, Michel. “How Synchronized Hammer Strikes Could Generate Nuclear Fusion.” TED 2014. Canada, Vancouver. 6 Oct. 2015. Speech.
8. Portone, Alfredo, D. J. Campbell and A. Loarte. “The ITER Plasma Control Challenge.” European Fusion Development Agreement. San Diego. 11 May 2006. Lecture.
9. Gibne, Elizabeth. “Five-year Delay Would Spell End of ITER.” Nature Publishing Group : science journals, jobs, and information. Nature Publishing Group, 31 July 2014. Web. 06 Oct. 2015.
10. Cho, Adrian. “Cost Skyrockets for United States’ Share of ITER Fusion Project.” Science Insider. Science/AAAS, 10 Apr. 2014. Web. 27 Oct. 2014.
11. “Currency Calculator Converter Euro to US Dollar.” Currency Calculator (Euro, US Dollar). X-Rates, 27 Oct. 2014. Web. 27 Oct. http://2014.http://www.x-rates.com/calculator/
12. “Fusion Furor.” Nature Publishing Group : science journals, jobs, and information. Nature Publishing Group, 23 July 2014. Web. 27 Oct. 2014. Fusion furore
13. “Licensing New Nuclear Power Plants.” US Nuclear Regulatory Commission, Oct. 2014. Web. 18 Oct. 2015. .
14. “New Reactor Licensing Process.” YouTube. Nuclear Regulatory Commission, 21 Sept. 2011. Web. 18 Oct. 2015. New Reactor Licensing Process
15. “Do We Really Know How Much ITER Will Cost?” EURATOM. ITER, 2013. Web. 18 Oct. 2015. http://www.iter.org/faq…
16. Gore, Al. Our Choice: A Plan to Solve the Climate Crisis. Emmaus, PA: Rodale, 2009. Print.
17. Vasudev, Alok. “The Levelized Cost of Electricity.” The Levelized Cost of Electricity. Stanford University, 20 Nov. 2011. Web. 18 Oct. 2015.
