Các nhà khoa học vừa đạt được một bước tiến lớn trong nỗ lực hiện thực hóa lò phản ứng hợp hạch hiệu quả. Nghiên cứu mới có thể giúp tạo ra một nguồn năng lượng hoàn toàn mới, đồng thời cách mạng hóa cách con người đang vận hành thế giới.
Không phải tìm kiếm quá xa, quá trình hợp hạch chính là cách Mặt trời, cũng như các ngôi sao khác mà ta biết, sinh ra năng lượng. Các nhà khoa học mong muốn tự xây dựng một ngôi sao ngay tại Trái đất, tạo ra một nguồn năng lượng sạch dùng cho ngàn đời.
Quá trình hợp hạch chính là cách Mặt trời, cũng như các ngôi sao sinh ra năng lượng.
Cho đến nay, quá trình hợp hạch vẫn còn rất khó khăn. Lượng năng lượng đầu vào vẫn lớn hơn sản lượng đầu ra, khiến một lò phản ứng hợp hạch hoàn toàn vô dụng. Thế nhưng trong báo cáo mới, nhóm nghiên cứu khẳng định họ đã tạo ra một quá trình cho phép vật chất tự làm nóng khi đạt trạng thái plasma, giúp lò phản ứng hợp hạch hiệu quả một bước gần hơn với thực tế.
Nghiên cứu mới đã được đăng tải trên tạp chí Nature, mô tả cách các nhà khoa học thực hiện thành công thử nghiệm mới.
Thí nghiệm được nhắc tới trong báo cáo mới chỉ là một trong nhiều bước đột phá cần có trước khi nhân loại sở hữu năng lượng hợp hạch hiệu quả. Thế nhưng nó vẫn là thành công mấu chốt cho phép năng lượng hợp hạch đạt được kỳ vọng.
Nói một cách đơn giản, nhóm nghiên cứu đã nén và duy trì nhiệt độ của vật chất trong trạng thái plasma, đồng nghĩa với việc duy trì trạng thái sinh năng lượng của lò. Để thực hiện bài thử, nhóm đã tạo ra plasma từ deuterium - một đồng vị của hydro vốn có trong nước biển và tritium - được tạo ra trong một lò phản ứng.
Các hạt vật chất sinh ra khi các hạt nhân hợp hạch sẽ trở thành nguồn nhiệt duy trì trạng thái cực nóng của plasma.
Trong số 4 thí nghiệm thành công, có một thử nghiệm mà tại đó lò phản ứng sản sinh được 170 kilojoule năng lượng chỉ từ một khối cầu vật chất có kích cỡ tính bằng milimet, trong đó chứa chưa tới một miligram chất đồng vị.
Lượng năng lượng lò sản sinh ra đã lớn hơn số năng lượng đầu vào, thế nhưng sản lượng lò hợp hạch vẫn còn quá nhỏ. Hơn nữa, quá trình duy trì hoạt động lò lẫn laser làm nóng vật chất vẫn sử dụng quá nhiều năng lượng. Dù vậy, nhóm nghiên cứu khẳng định lò đã chính xác, được kiểm soát tốt trong thử nghiệm và có thể làm nền móng cho nhiều đột phá tương lai.
“Chưa rõ liệu nghiên cứu này sẽ dẫn ta tới một nguồn năng lượng tương lai hiệu quả”, nhà khoa học Nigel Woolsey tới từ Đại học York viết trong thông cáo. “Thế nhưng mục đích phát triển một loại nhiên liệu có thể giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, đồng thời cho phép chúng ta tận hưởng lợi ích của năng lượng điện, chắc chắn sẽ đáng theo đuổi”.