V. Các ứng dụng của vật liệu siêu dẫn
V.5.Nam châm siêu dẫn trong lò phản ứng nhiệt hạch
Pháp và Nhật Bản đang cạnh tranh quyết liệt để được lựa chọn là nơi xây
dựng lò phản ứng nhiệt hạch thí nghiệm quốc tế (ITER) trị giá 5 tỷ USD. Nó có thể
là thí nghiệm lớn cuối cùng trước khi một nhà máy điện nhiệt hạch chính thức được
xây dựng trên thế giới.
ITER là dự án hợp tác giữa Liên minh châuÂu,
Nhật Bản, Nga, Canada, Trung Quốc, Hàn Quốc và Mỹ.
Các nước này sẽ bỏ phiếu lựa chọn vào tháng tới. Mục
đích của lò phản ứng ITER là tái tạo trên trái đất tiến
trình cung cấp năng lượng cho mặt trời và những vì sao khác: phản ứng nhiệt hạch. Nó sẽ nung nóng hỗn hợp
gồm deuterium và tritium - hai đồng vị của hydrogen -
tới 200 triệu độ C. Các nam châm siêu dẫn sẽ giữ plasma ở giữa không trung trong
lò phản ứng tokamak hình bánh rán.
ITER sẽ là lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên tạo nhiệt. Nhiệt đó có thể sánh
với nhiệt được tạo ra từ các nhà máy điện thông thường. Deuterium và tritium là nhiên liệu rẻ tiền và dồi dào. Deuterium được tách từ nước biển trong khi tritium được sản xuất từ nguyên tố phổ biến - lithium. Khi được nung nóng, hai nhiên liệu
này sẽ hợp nhất với nhau để tạo helium và các neutron tốc độ cao. Nhiệt do neutron
tạo ra sẽ được sử dụng để vận hành turbine.
Hình 5.8 Mô hình ITER.
Phản ứng nhiệt hạch là nguồn năng lượng của các ngôi sao giống như mặt
trời. Mặt trời có một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân ở lõi. Áp lực lớn và nhiệt độ 16
triệu độ C buộc hạt nhân nguyên tử hoá hợp và giải phóng năng lượng. Ước tính có
4 tỷ tấn vật chất được biến thành ánh sáng mặt trời mỗi giây.
Nếu Pháp giành thắng lợi, ITER sẽ được xây dựng tại Cadarache. Trong trường hợp ngược lại, ITER sẽ nằm tại Rokkasho, Nhật Bản. Lò phản ứng nhiệt
hạch là bước tiến quan trọng trong việc phát triển năng lượng hạt nhân. Nó không
có khả năng gây ô nhiễm như lò phản ứng hạt nhân sử dụng plutonium và uranium hiện nay.