Thư viện Nguồn Tin KH&CN Tài nguyên là trí thức
Năng lượng hạt nhân từ lâu đã được xem là một trong những nguồn năng lượng mạnh mẽ và hiệu quả nhất. Tuy nhiên, vấn đề chất phóng xạ vẫn là công thức lớn nhất đối với ngành này. Chất thuận hạt nhân không chỉ độc hại mà còn có chu kỳ bán kéo dài hàng triệu năm, gây nguy hiểm cho môi trường và sức khỏe con người. Trong bối cảnh đó, nhà vật lý Gérard Mourou, người giải Nobel, đã mở ra một hướng dẫn đi mới đầy triển vọng với công nghệ laser siêu cường, hứa hẹn cắt giảm thời gian tồn tại tại chất thải nhân hạt từ hàng triệu xuống chỉ còn 30 phút.
Gérard Mourou và Donna Strickland đã phát triển công nghệ phức đại xung Chirped (CPA), một bước tiến lớn trong lĩnh vực laser. CPA tạo ra các xung laser cực ngắn với cường độ cao, chứa năng suất cao trong khoảng thời gian rất ngắn. Công nghệ này cấm thiết kế đầu tiên để tạo ra các vết cắt chính xác cao, ứng dụng trong y tế và công nghiệp.
Tuy nhiên, Mourou nhận ra rằng CPA vẫn có tiềm năng ứng dụng vượt xa kỳ vọng ban đầu, đặc biệt là trong công việc xử lý chất thải hạt nhân. Các xung laser cực mạnh của CPA có khả năng tác động trực tiếp lên hạt nhân nguyên tử, làm thay đổi cấu trúc của chúng bằng cách thêm hoặc giảm neutron. Điều này sẽ chuyển đổi chất thải hạt nhân phóng xạ thành các dạng nguyên tử mới an toàn hơn, không còn phóng xạ hoặc có giai đoạn bán hoang rất ngắn.
Chất lượng hạt nhân bao gồm các hạt nhân phóng xạ nguyên tử có cấu trúc hạt nhân ổn định ở mức độ rất thấp, tạo ra chúng phát ra bức xạ trong thời gian dài. Mourou giải thích rằng bằng cách thay đổi cấu hình tạo hạt nhân – thêm hoặc giảm neutron – các đặc tính của nguyên tử sẽ thay đổi hoàn toàn. Kết quả là thời gian tồn tại của chất phóng xạ, vốn kéo dài hàng triệu năm, có thể giảm xuống chỉ còn vài phút.
Quá trình này được gọi là “biến đổi” và là nghiên cứu trọng tâm của Mourou, với sự hợp tác của Ủy ban Năng lượng Nguyên tử và Năng lượng Thay thế (CEA) tại Pháp. Dù công nghệ này cần thêm 10-15 năm để hoàn thiện và ứng dụng, thời gian đó vẫn rất ngắn so với chu kỳ bán rã của chất phóng xạ phóng xạ.
Những lợi ích vượt trội của công nghệ CPA: Giảm thiểu nguy cơ môi trường cơ sở, xử lý triệt để chất thải phóng xạ sẽ giảm nguy cơ ô nhiễm đất và nước, bảo vệ hệ sinh thái; Tiết kiệm chi phí lưu trữ. Hiện nay, các loại nước này phải được cung cấp để lưu trữ chất thải hạt nhân trong các kho chứa chuyên dụng, thường được thiết kế để tồn tại trong hàng hóa chiến đấu. Công nghệ CPA có thể giúp loại bỏ điều này, mở ra tiềm năng mới cho năng lượng hạt nhân: Nếu vấn đề chất thải được giải quyết, năng lượng hạt nhân sẽ trở thành một nguồn năng lượng sạch và bền vững, góp phần giảm phụ thuộc vào nhiên liệu thạch hóa.
Dù tiềm năng của công nghệ CPA rất lớn nhưng vẫn còn một số công thức cần vượt qua:
Chi phí phát triển: Xây dựng và vận hành hệ thống siêu cường laser Yêu cầu đầu tư lớn.
Ứng dụng thực tế: Công nghệ này cần được kiểm tra trên quy mô lớn để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn.
Hợp tác quốc tế: Xử lý chất thải hạt nhân là vấn đề toàn cầu, Yêu cầu sự hợp nhất giữa các gia đình quốc gia trong công việc nghiên cứu, phát triển và phát triển khai.
Tuy nhiên, với những tiến bộ khoa học hiện nay, khả năng ứng dụng thực tế của công nghệ CPA trong 10-15 năm sẽ hoàn toàn khả thi. Khi thành công, đây sẽ là một bước quan trọng, không chỉ đối với năng lực chuyên ngành về số lượng hạt nhân mà còn hỗ trợ cho sự phát triển bền vững của loại nhân.
Siêu cường công nghệ laser của Gérard Mourou mang đến một giải pháp đầy hứa hẹn cho vấn đề xử lý chất thải hạt nhân – một trong những công thức lớn nhất của năng lượng hiện đại. Nếu thực hiện hóa thành công, công nghệ này không chỉ làm giảm thiểu tác động tiêu cực của chất phóng xạ phóng xạ mà còn mở ra một kỷ nguyên mới cho năng lượng hạt nhân bền vững. Mặc dù còn nhiều công việc phải làm, nhưng với tầm nhìn và cống hiến của các nhà khoa học, tương lai của công việc xử lý chất thải hạt nhân bằng laser đã đến gần hơn bao giờ hết.
Theo: vista.gov.vn
