1- Phản
ứng nhiệt hạch là phản ứng tổng hợp hạt nhân, liên quan các hạt 1p+
(proton) và 1n0 (neutron) trong hạt nhân. Các hạt
nhân của các nguyên tố khác nhau hợp lại để tạo ra một hạt nhân nguyên tố mới.
(Phản ứng chính trong bom khinh
khí)
Cần phân biệt phản ứng phân rã hạt
nhân: Một hạt nhân (thông thường) nhận thêm 1n0 (neutron)
và tự phân rã thành 1 hay nhiều nguyên tố mới.
(Phản ứng chính trong bom nguyên
tử)
Và đương nhiên khác xa các phản ứng
hóa học quen thuộc trong đời sống, các phản ứng hóa học thuộc về lớp electron e-
bao quanh hạt nhân. (trao đổi điện tử)
2- Các
phản ứng nhiệt hạch được viết ra thật đẹp. Phản ứng nhiệt hạch sớm nhất mà con
người biết được khi kết hợp Deuterium và Tritium được viết như sau:
12H + 13H
-> 14He + 1n + 17,6 Mev (1)
Với quy ước khi viết 12H là: H = ký hiệu
nguyên tố, ở đây là Hydro, số 1 rất nhỏ ở trước
dưới là số proton, số 2 rất nhỏ ở trước
trên là số proton + neutron, n = neutron, p = proton.
Nếu gọi 12H
là Deuterium, ký hiệu là D và 13H là Tritium, ký hiệu là
T, phản ứng (1) có thể viết:
D
+ T -> 4He + n + 17,6 Mev (1)
Sau đây là bảng các phản ứng tổng
hợp các hạt nhân nhẹ:
(nhấn
vào để phóng to)
3- Ở
bảng trên, ta chú ý các phản ứng số (3), và (5)
12D + 23He
-> 24He (3.6 MeV) + p+ (14.7 MeV) (3)
23He + 23He
-> 24He + 2p+ +
12.9 MeV (5)
với các đặc điểm đáng chú ý:
- Nguyên liệu là Deuterium và Helium-3,
là các chất có thể tìm số lượng lớn.
- Phản ứng tạo nhiệt rất cao.
- Tia phát là p+
(proton) hay nói cách khác là hạt nhân Hydro, vô hại. Helium (24He)
cũng thế, hoàn toàn vô hại.
Deuterium (Hydro nặng 12H,
có thêm một neutron) có thể lọc trong nước biển vô tư. Còn Helium-3 (23He)
mặc dù trên Trái đất khá hiếm nhưng trên Mặt trăng lại nhiều vô số. Thế là mấy cường quốc vũ trụ đua nhau lập kế hoạch
khai thác thứ nguyên liệu hạt nhân tiềm năng to lớn nầy.
Tại sao phải là các cường quốc vũ
trụ? Vì khai thác nguyên liệu tận Mặt trăng, nếu không là cường quốc vũ trụ có
thể lên–về Mặt trăng thì không cách nào khai thác. Và đương nhiên ngoài
Helium-3, các nguyên tố giá trị khác có nhiều trên mặt trăng cũng được các
cường quốc ngắm nghía…
4- Thời
gian vừa qua, các báo mạng tại Việt Nam đăng nhiều bài với nội dung nước Trung
Hoa có tham vọng khai thác số Helium-3 tại Mặt trăng, nhân các phi thuyền của
Trung Hoa bay quanh và hạ xuống Mặt trăng làm thí nghiệm… Như đã nói ở trên,
chuyện nầy các cường quốc Mỹ, Nga đã để ý từ lâu, giờ thêm Trung Hoa cũng không
có gì lạ, và tương lai danh sách nầy có thể kéo dài như Anh, Pháp, Nhật, Ấn,
Hàn…
Tại cuối mục 3 tôi đã viết: nguyên
liệu hạt nhân tiềm năng to lớn. Tại sao lại tiềm năng? Vì:
- Khai thác nguyên liệu trong vũ
trụ quy mô thí nghiệm thì dễ, nhưng quy mô công nghiệp: Khai mỏ, lọc quặng, vận
tải về Trái đất… thì không dễ ăn.
- Và điều quan trọng nhất của 2 chữ
tiềm năng là: Biết phản ứng xảy ra như thế, nhưng điều khiển phản ứng để sinh điện
thì cả thế giới còn bí!
Điều khiển
được phản ứng tổng hợp hạt nhân là ước mơ của loài người hơn 50 năm nay: nguồn
lợi thì nhiều mà khó quá! Đầu tư vào việc nầy có Mỹ, Nga và Liên minh Châu Âu.
Đã chi hàng chục tỷ đô la vào thí nghiệm nhưng chưa thu về điều gì ngoài kinh
ngiệm thất bại (vì thất bại là mẹ thành công).
- Phải tạo môi trường phản ứng có
nhiệt độ hàng triệu độ C.
- Lấy vật liệu gì để chứa môi
trường nóng hàng triệu độ như thế?
Người ta đang dùng từ trường cực
mạnh để giữ tụi hydro phản ứng, chiếu laser hội tụ vào để nâng nhiệt mong phản
ứng xảy ra.
Thành quả trong hơn 50 năm qua là năng lượng cung cấp cho phản ứng luôn
luôn lớn hơn năng lượng tổng hợp nhiệt hạch phóng thích! Gần đây thì phản ứng xảy ra tốt nhưng quá ngắn!