Nhiệt hạch nguyên tử - Đáng giá bao nhiêu?

Những thí nghiệm về nguồn năng lượng nhiệt hạch cuối cùng đã chứng minh được tính khả thi của nó. Sau những kết quả đáng khả quan này, sẽ là hết sức ngớ ngẩn nếu dừng việc tài trợ cho các nghiên cứu tiếp theo.  

Năng lượng nhiệt hạch có thể là giải pháp hoàn hảo cho việc cung ứng năng lượng toàn thế giới. Chỉ bởi một lí do duy nhất, có đủ lượng nhiên liệu nhiệt hạch để thỏa mãn nhu cầu năng lượng của thế giới trong hàng triệu năm. Hơn nữa, quá trình này không thải ra những chất độc hại với môi trường, khí nhà kính cũng như sẽ không xảy ra những tai nạn buộc phải di tản toàn bộ khu dân cư quanh khu nhà máy nhiệt hạch. Khu nhà máy cũng không yêu cầu một diện tích quá lớn và năng lượng nhiệt hạch (lithium và deuterium) cũng hoạt động được trong nước biển. Tuy nhiên, không may là thực sự khó để kiểm soát phản ứng nhiệt hạch. Thực tế là trong suốt 60 năm nghiên cứu, vẫn chưa có thiết bị nào tạo ra được lượng năng lượng hiệu quả.

Iter, cỗ máy nhiệt hạch thế hệ kế tiếp và là chiếc đầu tiên được sản xuất nhờ sự hợp tác quốc tế, được thiết kế nhằm thể hiện tiềm năng khoa học của việc sản xuất năng lượng. Iter được kì vọng sẽ sản xuất 500MW năng lượng nhiệt hạch – gấp 10 lần lượng năng lượng tiêu thụ của cỗ máy. Điều quan trọng hơn là, điều này cho thấy cách để kết hợp hàng loạt các công nghệ mũi nhọn trong mẫu thiết kế tương lai hiệu quả và đáng tin cậy. Nói một cách đơn giản, đây là một bước tiến lớn trong việc chứng minh tính hiện thực của sử dụng công nghệ nhiệt hạch nguyên tử.

Tuy nhiên, chi phí chế tạo Iter đã tăng từ 5 tỉ euro lên trên 13 tỉ euro; phần chi phí phụ trội này đã dấy lên những câu hỏi về tính thực tiễn của dự án. Iter chắc gì đã hoạt động? Khoản tiền này có lẽ sẽ thông minh hơn nếu được đầu tư vào những nghiên cứu năng lượng khác, như năng lượng tái tạo hoặc phản ứng phân hạch? Tôi nghĩ nhiệt hạch nguyên tử là hoàn toàn nổi bật, đây là công nghệ cực kì cần thiết. 

Than đá, dầu mỏ hay khí đốt tự nhiên chiếm đến 80% năng lượng toàn thế giới. Điều này không nên tiếp diễn lâu dài. Nhiên liệu hóa thạch là nguồn nhiên liệu không tái tạo, và khi đốt cháy sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến khí hậu và môi trường. Nếu chúng ta nhìn vào danh sách những ứng viên tiềm năng thay thế vị trí của nhiên liệu hóa thạch, chỉ có duy nhất 3 sự lựa chọn: năng lượng mặt trời, năng lượng phân hạch nguyên tử (bằng hạt nhân uranium và thorium) và năng lượng nhiệt hạch. Những dạng năng lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng những sẽ chiếm một thị phần nhỏ hơn, thí dụ năng lượng gió sẽ chiếm từ 10% - 20% tổng sản lượng cung cấp.  

Cả 3 lựa chọn dài hơi này đều đòi hỏi những nguồn ngân sách dồi dào và quá trình phát triển lâu dài trước khi chúng sẵn sàng, hoặc đủ rẻ để có thể triển khai trên diện rộng. Không có gì là chắc chắn nên sẽ thật ngốc khi không đầu tư nghiên cứu vào cả 3 lĩnh vực kể trên.

Thành công của Iter sẽ trông ra sao? Để tạo một phản ứng nhiệt hạch, chúng ta cần một khối khí cực kì nóng (hoặc vật chất plasma) từ hidro có nhiệt độ gấp 10 lần nhiệt độ tâm mặt trời (100 – 200 triệu độ C) và giữ nó trong một bình chứa sử dụng một từ trường mạnh. Thí nghiệm thực hiện tại JET, vương quốc Anh thường cũng thỏa mãn những điều kiện trên. Thực tế JET đã tạo ra 16MW năng lượng nhiệt hạch. Công nghệ nhiệt hạch đã họat động. Những giả lập và tính toán phức tạp trên hệ thống máy tính của JET đã dự đoán rằng Iter sẽ đạt được, thâm chí vượt qua mục tiêu đề ra. Nếu điều này thành hiện thực, chúng ta sẽ nhìn thấy nguyên mẫu Iter thế hệ tiếp theo với hệ thống phản ứng nhiệt hạch sản xuất điện năng vào cuối năm 2030.

Liệu Iter có thực sự đáng giá với chi phí liên tục tăng cao? Iter đang trở nên đồ sộ và hiện đại hơn – đi cùng với đó là khoản chi phí lớn hơn. Trong khoản tiền 13 tỉ euro (trong 10 năm), Châu Âu, chủ của Iter, phải chi trả 45% (khoảng 6 tỉ euro). Khoản chi phí phụ trội trong giai đoạn 2011/2013 sẽ là 1.4 tỉ euro. Giờ đây, một khoản ngân sách cố định đã được thông qua nhằm xóa bỏ khoảng cách với ngân sách chung cho các nghiên cứu của Châu Âu.

Đối với một vật vô cùng thiết yếu đối với cuộc sống của chúng ta, khoản tiền 10 tỉ euro hàng năm của thế giới dành cho nghiên cứu năng lượng là thực sự thấp – chỉ vào khoảng 0.2% của xấp xỉ 5 triệu tỉ euro thị trường năng lượng. So sánh khoản tiền này với số tiền 20 tỉ $ (15.5 tỉ euro) mà BP bỏ ra để xử lí sự cố tràn dầu vùng vịnh thì chi phí của Iter là hợp lí. Với tiềm năng kinh tế của nguồn năng lượng nhiệt hạch, khoản tiền đầu tư vào dự án Iter là hợp lí. Thực tế là tất cả những khoản đầu tư vào nghiên cứu năng lượng trên toàn thế giới, bao gồm cả năng lượng tái tạo và năng lượng phân hạch đều hết sức đáng giá.

Có lẽ chúng ta sẽ kết thúc với rất nhiều lựa chọn năng lượng – một vài giới hạn, tất nhiên – nhưng hãy còn quá sớm để kết luận. Hãy thực hiện các nghiên cứu. Chúng ta nợ thế hệ con cháu mình điều này.

Trọng Nhân