Hiệu ứng Leidenfrost : phép lạ đi trên lửa Chứng kiến một thầy pha-kia Ấn Độ đi trên than hồng bốc khói làm không ít du khách nước ngoài vừa sợ vừa cảm phục. Không riêng gì du khách mà ngay dân làng địa phương dù thuộc loại cả tin hay bán tín bán nghi cũng ngưỡng mộ phép lạ này mà người thực hiện cả quyết là do lòng tin tôn giáo. Ngay tạiđảo RéUNI0N, một tỉnhhải ngoại của nướcPháp, vào mùađông Nam bán cầu,chương trình thuhút đông đảo khách thamdự nhất trong ngày lễ tôn giáo củadân gốc Ấn cũng là «thuật đi trên lửa». Nhiều người không tinvào cách lý giải nhờ đứctin tôn giáo mà sức nóng của lửa khôngchạm đến đôi chân.Họ chorằng « bí kíp »của người đi trênlửa là« thuốc» pha trongnước rửa chân. Thật ra thì nghệ thuật đi trên lửa đơngiản hơn nhiều.Cả hai giải thích trên đều sai vì người biểu diễn khôngcần phải là thầy pha-kiahay tín đồ có đức tin sắt thépgì cả, mà cũng chẳngcó thuốc chốngbỏng. Không biết, con người khám phá ra thuật đi trênlửa từ lúc nào, nhưng thuật này dựa trên một hiện tượngvật lý được gọi là hiệu ứngLeidenfrost, tên của nhà khoa học, thần học, y sĩ Đức Johann GottlobLeidenfrost,người đầu tiênvào thế kỷ 18,giảithích hiệntượng giọt nước nhảy lên trong một chiếc chảothật nóng .Nhà khoa học Đứcchào đời năm 1715và qua đời năm 1794. Một cách đơngiản, nếuchảo nóngdưới 100°Cthì giọt nước bốc hơitừ từ. Nếu nhiệt độ trên 100°Cthì giọt nước bốc hơi nhanhchóng. Ngược lại, nếu nhiệt độ của chảo trên 160°C,còn gọilà trên điểm Leidenfrost, thì khi ta chogiọt nước vào chảo, giọt nước thay vì biến mấtthì chạy vòngtrên đáychảo.Nguyên dolà chỉ có phần chạmđáy chảo bốc hơivà biến thành một lớp khí dày độ 0,1 mm. Lớp khí này nânggiọt nước lên và làmchất cách nhiệt bảovệ giọt nước không bị sức nóng thiêuđốt. Hiệu ứngLeidenfrostđược dùng để giải thích khá nhiều hiện tượng như đi trên than hồng,nhúng tay vào chất ni-tơ hóa lỏng với nhiệt độ âm-160°Cmà khôngbị bỏng. Trongtrường hợpđi trênlửa, nếu códịp chứngkiến tận mắt, thính giả hãy để ý sau khi cầu nguyện và trướckhi bướclên đám thanrực đỏ, ngườibiểu diễn phải rửa châncho thân thể đượctinh khiết. Trong nước rửa chân chỉ có… nước. Lớpnước này khichạm vào than hồng sẽ tạo ra phản ứngcách nhiệt,với điều kiện là người đi trên lửakhông đượcdừng chân ngoạncảnh. Hiệu ứngnày cũng lý giải câu chuyện của người hùngMichel Strogoff, trong quyển tiểu thuyết cùngtên, bị người Thát Đát tratấn dí dao nung lửavàomắt, nhưng đôi mắt của người hùngvẫn sáng.Đó là nhờ nước mắt chạm nhiệt trên 160°C, tạo ra hiệu ứng Leidenfrostngăn nhiệt. Heli 3 - Năng lượng nhiệt hạch cho tương lai Heli (He) là nguyên tố trong bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học có kí hiệu He và có số hiệu nguyên tử 2. Tên của nguyên tố này bắt nguồn từ Helios, tên của vị thần Mặt trời trong thần thoại Hi Lạp, do nguồn gốc nguyên tố này được tìm thấy trong quang phổ trên Mặt trời. Các đồng vị của Heli có cùng số proton, nhưng có số nơtron khác nhautrong nguyêntử, Heli có hai đồng vị chủ yếu (2He, 3He). Heli được dùng để dùngtrong cácbóng thámkhông và khí cầu nhỏ do tỷ trọng riêng nhỏ hơn tỷ trọng của không khí, và như chất lỏng làmlạnh cho namchâm siêu dẫn. Đồngvị Heli3 (3He)có nhiều ứng dụngtrong cuộc sống,và mộttrong những ứng dụng đó là nguồn năng lượngnhiệthạch. Năng lượnghạt nhân thu đượcdựa trênquá trìnhphân rã hạtnhânlớnnhư: Urani…thành nhiều hạtnhân nhỏ hơn. Ngượclại, trongphản ứng nhiệt hạch,2 hạt nhânnhỏ hơn kết hợp thành hạt nhânlớnhơn đồng thời giải phóngra nguồnnăng lượng. Phảnứng xảy ra tronglò ITER la sự kết hợp hai đồngvị hydro:Deuterium và Tritium. Tritium có tính phóng xạ, lại là mộtthànhphần của vũ khí hạtnhân nên cầnhết sức thận trọng khi sử dụng nó, hơn nữa, các nơtroncó tính linh động cao được sinh ra có tínhlinh động cao đượcsản sinhra từ phản ứng Deuterium- Tritium sẽ đập vào thànhlò phảnứng và gâyra thiệt hại về cấu trúc của lò. Người ta hy vọng cóthể thay thế thànhlò ITER thường xuyên, cứ 1 dến 2 năm 1lần. Lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên có tên là InternationalThermonuclear experimental Reactor (ITER)đã được khởicông tại Cadarache,Pháp, với dư định tạo ra Plasma100 triệu độ vào năm 2016. Tuynhiên, có lẽ trong vòng20 năm tới, nhà máy điệnsử dụng năng lượng nhiệt hạch cũng chưathể xuất hiện. Các nhà khoa học đã chứng minh:chỉ cần 40tấn Heli3 là có thể cung cấp năng lượng cần thiết cho nhucâu điện năngcủa của Hoa kỳ trong suốt 1 năm. Heli3 là một dồngvị nhẹ của nguyên tố heli, thườngđược sử dụng trongcác phản ứng ở nhiệt độ cao, heli3 các hạtnhân khác giải phóng nhiều với các hạt nhân khácgiải phóngnhiều năng lượnghơn trong khiđó thải ra rất ít chất thải so vớicác phản ứng hạt nhân thông thường. Tuynhiên,trên Tráiđất, heli3 là “của hiếm”. nó thưòng đượchình thànhdưới dạng của sảnphẩm phụ của vũ khí hạt nhân. Người ta có thể phải trả tới 1000 USD chomột gramheli 3. Giómặttrời là nguồncung cấp heli 3tương đối ổnđịnh, nhưng việc thu đượcheli 3 từ gió mặttrời là cực khó, bởi từ trường củaTrái đất đẩy chúng đi xa.Tuy nhiên, Mặt trănglại là nguồn heli3 cực kì rồirào, vì suốt 4,5tỉ năm nay, nóđã “cần mẫn” thu nhận khoảng 1 triệu đến 5 triệutấn heli 3 từ gió mặt trời. Mặc dù vậy, để thu nhập được heli 3 từ Mặt trăng khôngdễ dàngchút nào:phải xử lý hàng trămtriệu tấn đất đá để có được1 tấn heli 3. GeraldKulcínki,giám đốc Viện côngnghệ nhiệt hạchtại Đại học Wisconin(Mỹ), cùng các cộngđòng nghiệp đã thiết kế một hệ thống máy móccó thể dichuyển được trênbề mặt của Mặt trăng để lấy “đất” trên đó và sử dụng ánh sángmặt trời tập trungđể làm nóng tới nhiệtđộ 1.300 độ F (700oC).Kulcinskiước tính cỗ máy của ông có thể sản xuấtđược lượngnănglượng lớn gấp 3 lần nănglượng mà nó tiêu tốnđể thực hiện côngviệc này (bao gồmcả nănglượng đến mặt trăngrồi quay trở lại). Ôngtính toán rằng họ sẽ tốnkhoảng 800triệuđôla để mangmỗitấn Heli 3 về Tráiđất, bù lại có thể bán mỗi tấn Heli 3 với giá 10tỉ đôla! Mặcdù Heli 3làmột nguồnnăng lượng nhiệt hạchsạch, tạo raít chất thải, tuy nhiên,để giấc mơ “năng lượng Heli3” thànhsự thực,ngoài sự khan hiếm, các nhà khoa họccòn phải đối diệnvới một khó khăn khác: rất khó đốt cháy heli3. Để đốt cháyheli 3, cần có nănglượng còn cao hơnđể đốt cháyđồng vị Hyđro.Kulcinski đưa ra cáchtạo phản ứngnhiệt hạch InertialElectrostalicConfinement(IEC)(tạm dịch là vây hãmđiện tĩch quán tính), khôngsử dụng từ tườngđể giữ plasma nóng như ITER, mà sử dụng phương pháp đẩycác hạt nhân nhờ điện trường.Tuy nhiên, trong các thử nghiệmnày, nguồnnăng lượng đầu vào của phản ứng nhiệt hạch IEC đều lớn hơnnhiều so với nănglượng mà nó tạo ra. Chính vì thế, hầuhết các nhà nghiêncứu đều đồng tìnhrằng heli-3 chưa thể là nghiên cứu đều đồngtình rằng heli 3chưa thể là nhiên liệu đầu tiên đượcsử dụng trong cáclò phản ứng nhiệt hạch. Mặc dùvậy, loài ngườivẫnrất lạc quanHeli 3 sẽ trở thành nguồn cungcấp năng lượngquantrọng trong tương lai. . Hiệu ứng Leidenfrost : phép lạ đi trên lửa Chứng kiến một thầy pha-kia Ấn Độ đi trên than hồng bốc khói làm không ít du khách nước ngoài. khám phá ra thuật đi trênlửa từ lúc nào, nhưng thuật này dựa trên một hiện tượngvật lý được gọi là hiệu ứngLeidenfrost, tên của nhà khoa học, thần học, y sĩ Đức Johann GottlobLeidenfrost,người. nóng thiêuđốt. Hiệu ứngLeidenfrostđược dùng để giải thích khá nhiều hiện tượng như đi trên than hồng,nhúng tay vào chất ni-tơ hóa lỏng với nhiệt độ âm-160°Cmà khôngbị bỏng. Trongtrường hợpđi trênlửa, nếu