Ngày nay nhiên liệu chủ yếu của loài người là dầu mỏ, than đá, ngoài ra có thể dùng uranium, thorium là nhiên liệu hạt nhân. Thế nhưng trong tương lai, nhiên liệu sẽ là gì?

Trong tương lai người ta nghĩ đến deuterium.

Các kim loại hiếm như uranium, thorium và các nguyên tố năng lượng khác khi xảy ra phản ứng phân rã có thể giải phóng một lượng năng lượng rất lớn, đó là năng lượng nguyên tử. Các nhà máy phát điện nguyên tử chính là sử dụng dạng nguyên liệu này.

Ngược lại với phản ứng phân rã, phản ứng nhiệt hạt nhân là sự kết hợp các hạt nhân nhẹ như deuterium, tritium thành hạt nhân khối lượng lớn hơn, cũng giải phóng một năng lượng rất lớn. 1 kg deuterium qua phản ứng nhiệt hạch tạo thành hạt nhân helium sẽ giải phóng lượng năng lượng tương đương khi đốt cháy 40.000 tấn than. 1 kg uranium khi xảy ra phản ứng phân rã còn giải phóng lượng năng lượng lớn hơn thế 20 lần.

Deuterium còn gọi là hydrogen nặng, là nguyên tố đồng vị của hydrogen. Phân tử nước nặng do hai nguyên tử deuterium và một nguyên tử oxygengen tạo nên. Trong nước biển trung bình cứ 6000 phân tử nước có 1 phân tử nước nặng. Một lít nước biển có 0,02 g deuterium. Khi lượng deuterium đó kết hợp tạo thành nguyên tử nặng hơn sẽ giải phóng năng lượng tương đương khi đốt 400 kg dầu mỏ. Tổng lượng nước biển trên toàn bộ các đại dương và biển trên toàn bề mặt Trái Đất ước tính đến 13.700 tỉ m3, nên lượng deuterium trong nước biển ước tính có đến 2500 tỉ tấn, tương đương 5 tỉ tấn dầu mỏ. Nếu đem lượng dầu mỏ này rải đều lên mặt đất sẽ được lớp dầu mỏ dày đến 1000 m. Vì thế có người nói đến ngày nào đó mà loài người tận dụng được phản ứng nhiệt hạch của deuterium thì nguồn năng lượng của loài người hầu như lấy không hết, dùng không cạn. Nếu tính theo mức năng lượng như hiện tại, thì năng lượng này đủ dùng đến hơn 1 tỉ năm.

Thế nếu deuterium là nguồn năng lượng cho tương lai thì tại sao ngày nay ta lại không sử dụng được?

Vấn đề ở chỗ là rất khó khống chế được phản ứng nhiệt hạch. Ngày nay người ta còn chưa nắm chắc được kỹ thuật khống chế phản ứng nhiệt hạch.

Chúng ta đều biết, loại vũ khí nhiệt hạch có uy lực rất lớn. Khi xảy ra phản ứng nhiệt hạch thì phản ứng tổng hợp hạt nhân này sẽ không chịu sự khống chế nào. Một khi phản ứng đã xảy ra thì sẽ là một cuộc nổ lớn. Do khi phản ứng nhiệt hạch đã xảy ra sẽ sinh ra một lượng năng lượng cực lớn, lại giải phóng trong nháy mắt, vì vậy trừ việc dùng để phá núi, đào hầm thì không dùng vào được việc gì khác. Chỉ có khống chế được phản ứng nhiệt hạch để nó giải phóng chậm lượng năng lượng lớn này, thì người ta mới sử dụng bình thường (ví dụ như sử dụng năng lượng điện).

Trước đây không lâu, các nhà khoa học đã thông báo về việc sử dụng tia laser để điều khiển phản ứng nhiệt hạch thành công, giải quyết được một vấn đề rất khó. Có thể tin rằng, loài người sẽ có thể chinh phục được phản ứng nhiệt hạch.

Phan Thị Ngọc Trinh
(Giáo viên Hoá học - Trường Quốc tế Á Châu)