Mặt trời tạo ra bao nhiêu năng lượng trong 1 giây?

0
30091

Trên đầu chúng ta có một nguồn năng lượng mạnh mẽ do thiên nhiên tạo ra, đó là Mặt trời. Năng lượng mà mặt trời cung cấp cho bề mặt Trái đất mỗi giây nhiều hơn tổng lượng điện được tạo ra từ tất cả các nhà máy điện trên thế giới trong cả năm 2018.

Ảnh: Shutterstock

Ở đây trên Trái đất, con người cung cấp năng lượng cho máy móc chủ yếu bằng cách thu hoạch năng lượng. Ví dụ, thu hoạch năng lượng của nước và chuyển nó thành điện năng trong các nhà máy thủy điện. Để tạo ra năng lượng, bạn phải chuyển đổi vật chất thành năng lượng.

Phản ứng dây chuyền

Một cách để làm điều đó là tách các nguyên tử, khối cấu tạo cơ bản của mọi vật chất trong vũ trụ. Làm như vậy một cách có kiểm soát và bạn có thể tạo ra một dòng năng lượng ổn định. Khi mất kiểm soát, bạn sẽ giải phóng rất nhiều năng lượng cùng một lúc trong một vụ nổ hạt nhân.

Lõi của mọi nguyên tử, hạt nhân được tạo thành từ các hạt proton và neutron thậm chí còn nhỏ hơn. Lực giữ các hạt nhân lại với nhau tích trữ một lượng năng lượng rất lớn. Để có được năng lượng từ hạt nhân, các nhà khoa học đã đưa ra quy trình tách một nguyên tử nặng thành các nguyên tử nhẹ hơn. Bởi vì các nguyên tử nhẹ hơn không cần nhiều năng lượng để giữ hạt nhân với nhau như các nguyên tử nặng, năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt hoặc ánh sáng. Quá trình này được gọi là quá trình phân hạch hạt nhân.

Khi một nguyên tử bị tách ra, một phản ứng dây chuyền sẽ bắt đầu: Nguyên tử bị phân tách sẽ kích hoạt một nguyên tử khác bị phân tách, v.v. Để làm cho phản ứng dây chuyền có thể kiểm soát được, các nhà khoa học đã phát triển các cách để làm chậm quá trình phân tách, chẳng hạn như hấp thụ một số hạt phân tách.

Điện hạt nhân

Các nhà máy điện hạt nhân thu năng lượng giải phóng bằng cách tách các nguyên tử một cách có kiểm soát. Nhà máy điện hạt nhân lớn nhất thế giới là Nhà máy điện hạt nhân Kashiwazaki-KariwaNhật Bản. Nó bao gồm bảy lò phản ứng hạt nhân, với công suất tối đa khoảng 8.000 megawatt. Lò phản ứng hạt nhân đơn lẻ lớn nhất thế giới là sự ràng buộc giữa hai lò phản ứng tại nhà máy điện hạt nhân Taishan của Trung Quốc. Mỗi lò phản ứng Taishan có công suất 1.750 megawatt.

Lượng năng lượng này nhỏ hơn nhiều so với các phản ứng hạt nhân không điều khiển, chẳng hạn như bom nguyên tử. Ngày nay, sản lượng năng lượng từ việc kích nổ một quả bom nguyên tử tương đương với lượng điện mà nhà máy Kashiwazaki-Kariwa tạo ra trong nửa năm.

Mặt trái của quá trình phân hạch là chất thải hạt nhân. Các nguyên tử bị tách ra thường không ổn định và phát ra bức xạ nguy hiểm. Chất thải hạt nhân cần được lưu trữ đúng cách trong nhiều năm.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân

Các nhà khoa học cũng đã phát hiện ra một loại phản ứng hạt nhân khác, một loại phản ứng tạo ra năng lượng mà không có chất thải hạt nhân. Khi hai nguyên tử nhẹ hơn kết hợp thành một nguyên tử nặng, khối lượng bị mất sẽ chuyển thành năng lượng. Quá trình này được gọi là phản ứng tổng hợp hạt nhân. Quá trình nhiệt hạch đang xảy ra trong lõi của Mặt trời. Mỗi giây, mặt trời đốt cháy khoảng 600 triệu tấn hydro thành khoảng 596 triệu tấn heli, mang lại năng lượng tương đương hàng nghìn tỷ quả bom nguyên tử.

Tuy nhiên, rất khó đạt được phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Trái đất. Nhiệt hạch chỉ xảy ra ở những điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ và áp suất rất cao của Mặt trời. Các nhà khoa học vẫn chưa chứng minh được hiệu quả phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể kiểm soát tạo ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ, nhưng họ đang nỗ lực để làm được điều đó. Một cách nữa là bắn tia laze công suất cao từ các hướng khác nhau vào một hạt nhỏ của đồng vị hydro.

Năng lượng tổng hợp hạt nhân sẽ là một giải pháp năng lượng đầy hứa hẹn trong tương lai. Nhưng đừng quên, chúng ta có một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân khổng lồ trên đầu – Mặt trời. Với việc nâng cao hiệu quả của năng lượng mặt trời, chúng ta thậm chí không cần phải tạo ra năng lượng, chỉ cần nắm bắt nhiều hơn những gì Mặt trời mang lại cho chúng ta mỗi ngày.

Bản đồ vật chất tối tiết lộ các “sợi” mới kết nối các thiên hà

Nguồn:
_https://www.livescience.com/how-much-energy-can-be-created-at-once.html

Bình luận bằng Facebook

comments