Những thành tựu vượt bậc từ hai thí nghiệm đối đầu – Wendelstein 7-X của Đức và Joint European Torus – cho thấy giấc mơ kiểm soát phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể sớm trở thành hiện thực.
Mục lục
Bước Tiến Lịch Sử Trong Nghiên Cứu Nhiệt Hạch
Một dải plasma hydro xoắn ốc, nóng gấp nhiều lần bề mặt mặt trời, đã mang đến cho các nhà khoa học cái nhìn thoáng qua về tương lai của năng lượng nhiệt hạch – nguồn năng lượng “sạch” và dồi dào về lý thuyết, có thể được tạo ra từ nhiên liệu là nước biển.
Dải plasma này nằm bên trong lò phản ứng Wendelstein 7-X của Đức, thiết bị tiên tiến đã lập kỷ lục vào tháng 5 vừa qua khi giữ plasma siêu nóng trong trạng thái ổn định suốt 43 giây nhờ từ trường mạnh – thời gian dài gấp nhiều lần so với các thí nghiệm trước đó.
Cuộc Đua Giữa Hai Công Nghệ Tiên Phong
Trong khi kết quả từ Wendelstein 7-X đầy hứa hẹn, các nhà nghiên cứu Anh tại lò phản ứng Joint European Torus (JET) gần Oxford đã công bố thành tích vượt trội với thời gian duy trì plasma lên tới 60 giây trong các thí nghiệm cuối cùng trước khi ngừng hoạt động vào tháng 12/2023.
Sự cạnh tranh này làm nổi bật cuộc đua lâu năm giữa hai công nghệ: stellarator (như Wendelstein 7-X) và tokamak (như JET). Cả hai đều hướng tới mục tiêu kiểm soát phản ứng tổng hợp hạt nhân bằng phương pháp giam giữ từ trường, sử dụng đồng vị hydro deuterium và tritium làm nhiên liệu.
Những Thành Tựu Đáng Chú Ý Khác
Những kết quả này đến sau thành công vào năm 2022 tại Cơ sở Đánh lửa Quốc gia (NIF) gần San Francisco, nơi sử dụng phương pháp giam giữ quán tính khác biệt. Các nhà nghiên cứu ở đây đã dùng tia laser cực mạnh chiếu vào viên nhiên liệu deuterium-tritium nhỏ bằng hạt đậu, tạo ra phản ứng tổng hợp giải phóng năng lượng nhiều hơn mức tiêu thụ.
Tuy nhiên, phương pháp của NIF có thể không phù hợp để sản xuất điện thương mại do yêu cầu kỹ thuật phức tạp và tiêu thụ năng lượng lớn trong quá trình nạp laser.
Tương Lai Của Năng Lượng Nhiệt Hạch
Các chuyên gia dự đoán năng lượng nhiệt hạch có thể trở thành hiện thực trong 15-20 năm tới, với sự đóng góp quan trọng của nam châm siêu dẫn – công nghệ giúp kiểm soát plasma hiệu quả hơn. Nhiều công ty tư nhân đã tham gia vào cuộc đua này, bao gồm General Fusion của Canada và Commonwealth Fusion Systems của MIT.
Dù vẫn còn nhiều thách thức kỹ thuật phải vượt qua, những bước tiến gần đây đã củng cố niềm tin rằng năng lượng nhiệt hạch – “chén thánh” của khoa học – cuối cùng sẽ trở thành nguồn điện sạch, an toàn và gần như vô tận cho nhân loại.
