Mỹ tiến gần tới sản xuất điện từ phản ứng nhiệt hạch

Nhóm nghiên cứu ở Cơ sở đánh lửa quốc gia tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore ở California (LLNL) lần đầu tiên tạo ra phản ứng nhiệt hạch giải phóng nhiều năng lượng hơn mức tiêu hao trong quá trình mang tên "đánh lửa" vào tháng 12 năm ngoái. Trong năm nay, họ đã lặp lại thành công quá trình đánh lửa ít nhất 3 lần, theo báo cáo từ LLNL. Điều này đánh dấu bước tiến quan trọng có thể trở thành giải pháp cho khủng hoảng khí hậu toàn cầu với nguyên nhân chủ yếu từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, CNN hôm 21/12 đưa tin.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học tìm cách khai thác năng lượng nhiệt hạch, tái tạo sức mạnh của Mặt Trời trên Trái Đất. Sau khi đạt được năng lượng thuần vào năm ngoái, bước thiết yếu tiếp theo là chứng minh quá trình có thể lặp lại. Brian Appelbe, nghiên cứu sinh ở Trung tâm nghiên cứu phản ứng nhiệt hạch tại Đại học Hoàng gia London, cho biết khả năng lặp lại chứng minh tính chắc chắn của quá trình, cho thấy nó có thể xảy ra ngay cả khi các điều kiện như laser và viên nhiên liệu thay đổi.

Khác với phản ứng phân hạch sử dụng ở các nhà máy hạt nhân trên thế giới ngày nay, phản ứng nhiệt hạch không tạo ra chất thải phóng xạ. Xảy ra ở lõi của Mặt Trời và những ngôi sao khác, phản ứng nhiệt hạch bao gồm hai nguyên tử va chạm để hình thành nguyên tử đặc hơn và giải phóng năng lượng khổng lồ trong quá trình.

Có nhiều cách khác nhau để tạo ra năng lượng từ phản ứng nhiệt hạch, nhưng tại NIF, các nhà khoa học bắn một chùm gần 200 tia laser vào viên nhiên liệu hydro bên trong khoang kim cương lớn cỡ hạt tiêu, đặt trong khối trụ bằng vàng. Tia laser làm nóng mặt ngoài khối trụ, tạo ra hàng loạt vụ nổ cực nhanh, sản sinh lượng lớn năng lượng được thu thập dưới dạng nhiệt.

Năng lượng sản xuất vào tháng 12/2022 khá nhỏ, cần khoảng 2 megajoule để thực hiện phản ứng. Phản ứng giải phóng tổng cộng 3,15 megajoule, đủ để đun sôi 10 ấm nước. Nhưng như vậy là đủ chứng minh phản ứng nhiệt hạch laser có thể tạo ra năng lượng.

Từ sau đó, các nhà khoa học đã lặp lại phản ứng thêm vài lần. Vào ngày 30/7, laser ở NIF cung cấp hơn 2 megajoule năng lượng cho mục tiêu và thu lại 3,88 megajoule, mức cao nhất từ trước tới nay. Hai thí nghiệm sau đó hồi tháng 10 cũng cho năng lượng thuần.

Giới nghiên cứu vẫn còn chặng đường dài cần vượt qua trước khi phản ứng nhiệt hạch đạt tới quy mô cần thiết để cung cấp cho lưới điện và hệ thống sưởi. Trọng tâm hiện nay là tích lũy kinh nghiệm và tìm cách mở rộng dự án nhiệt hạch, đồng thời giảm đáng kể chi phí.

An Khang (Theo CNN)