Lò phản ứng của NIF tập trung 192 chùm laser vào một điểm nhỏ có đường kính bằng sợi tóc người. Ảnh: Science History Images
Các nhà nghiên cứu ở một phòng thí nghiệm của chính phủ Mỹ thông báo họ đạt được đột phá khoa học quan trọng với lò phản ứng nhiệt hạch. Lần đầu tiên, lõi lò phản ứng tạo ra nhiều năng lượng hơn mức nạp vào. Đây là một bước tiến nhỏ nhưng có ý nghĩa lớn trong cuộc đua khai thác nguồn năng lượng sạch gần như vô hạn thay thế nhiên liệu hóa thạch hoặc nhà máy điện nguyên tử thông thường.
Bằng cách bắn chùm laser mạnh nhất thế giới để biến đồng vị hydro deuterium và tritium thành plasma nóng, các nhà vật lý ở Cơ sở đánh lửa quốc gia (NIF) thuộc Phòng thí nghiệm Lawrence Livermore ở California sử dụng khoảng 2 megajoule năng lượng của laser để sản xuất khoảng 3 megajoule năng lượng dưới dạng plasma (gấp khoảng 1,5 lần).
Giới khoa học đã tìm cách phát triển phương pháp khai thác phản ứng nhiệt hạch, quá trình cung cấp năng lượng cho những ngôi sao như Mặt Trời từ thập niên 1940. Bằng cách hợp nhất nguyên tử hydro để tạo ra heli dưới áp suất và nhiệt độ cực cao, ngôi sao biến đổi vật chất thành ánh sáng và nhiệt, sản sinh năng lượng khổng lồ mà không thải khí nhà kính hoặc chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài.
Nhưng mô phỏng điều kiện bên trong lõi những ngôi sao không phải nhiệm vụ đơn giản. Ngoài tái tạo nhiệt độ và áp suất cực hạn, cần năng lượng cực lớn để biến đổi nhiên liệu thành plasma, đánh lửa và hãm bằng từ trường mạnh hoặc chùm laser. Quá trình kéo dài hàng thập kỷ và tiêu tốn nhiều tỷ USD, nhưng cuối cùng các nhà khoa học ở NIF đã làm được.
Trong thí nghiệm, 192 tia laser năng lượng cao cùng chĩa vào mục tiêu nhỏ cỡ hạt tiêu, nung nóng khoang chứa deuterium và tritium tới hơn 3 triệu độ C, mô phỏng điều kiện của ngôi sao trong thời gian chớp nhoáng, Jill Hruby, giám đốc Cơ quan an ninh nguyên tử quốc gia (NNSA), chia sẻ trong buổi họp báo hôm 13/12. Thí nghiệm diễn ra trong chưa đầy 10 nano giây, truyền photon tới hai đầu của xylanh bên trong lõi lò phản ứng và đập vào thành trong khoang chứa, sinh ra tia X làm nóng viên nhiên liệu thành plasma. Plasma cháy trong tích tắc trước khi tắt. Theo Gianluca Sarri, giáo sư vật lý ở Đại học Queen tại Belfast, đây là minh chứng đầu tiên cho thấy phản ứng nhiệt hạch có thể sản xuất năng lượng dư thừa tương đối lớn.
Tuy nhiên, các nhà khoa học nhấn mạnh đây chỉ là bước nhỏ đầu tiên nhằm thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch. Quá trình sản xuất vẫn còn đối mặt nhiều thách thức trước khi có thể mở rộng quy mô để cung cấp điện cho các hộ gia đình.
An Khang (Theo Live Science)
