Giới khoa học Mỹ sắp công bố đột phá trong nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch

13/12/2022

• AP

Bộ trưởng Năng lượng Mỹ Jennifer Granholm sắp loan báo về một ‘đột phá khoa học lớn’ hôm 13/12 trong hành trình kéo dài hàng thập kỷ nhằm tìm cách khai thác năng lượng nhiệt hạch, loại năng lượng giúp cho mặt trời và các vì sao hoạt động.

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore ở bang California lần đầu tiên đã tạo ra nhiều năng lượng hơn là tiêu thụ năng lượng trong phản ứng nhiệt hạch, vốn được gọi là tăng năng lượng ròng, theo một quan chức chính phủ và một khoa học gia nắm rõ nghiên cứu. Cả hai đều nói với AP với điều kiện giấu tên vì họ không được tiết lộ thông tin trước khi có loan báo chính thức.

Granholm dự định sẽ xuất hiện bên cạnh các nhà nghiên cứu của Livermore tại một sự kiện vào buổi sáng ở Washington. Bộ Năng lượng Mỹ từ chối cho biết trước các chi tiết.

Những người cổ súy năng lượng nhiệt hạch hy vọng một ngày nào đó nó có thể tạo ra năng lượng gần như vô hạn, không phát thải carbon, thay thế nhiên liệu hóa thạch và các nguồn năng lượng truyền thống khác. Sẽ còn phải mất hàng chục năm nữa mới có thể tạo ra năng lượng cung cấp cho các hộ gia đình và doanh nghiệp từ phản ứng nhiệt hạch. Nhưng các nhà nghiên cứu cho biết dù sao đó cũng là bước tiến quan trọng.

“Việc này gần giống như vừa bắn phát súng khai lệnh xuất phát thôi”, Giáo sư Dennis Whyte ở Viện Công nghệ Massachusetts và là người đi đầu trong nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch, nói. “Chúng ta nên đẩy mạnh hướng tới tạo ra năng lượng nhiệt hạch để đối phó biến đổi khí hậu và an ninh năng lượng”.

Tăng năng lượng ròng là mục tiêu khó đạt được vì phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở nhiệt độ và áp suất cao đến mức cực kỳ khó kiểm soát.

Phản ứng nhiệt hạch có nguyên lý là ép các nguyên tử hydro vào nhau với lực mạnh đến mức chúng kết hợp thành heli, giải phóng lượng năng lượng và nhiệt khổng lồ. Không giống như các phản ứng hạt nhân khác, nó không tạo ra chất thải phóng xạ.

Hàng tỷ đô la và nhiều thập kỷ nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch đã đem đến kết quả không thể tưởng tượng nổi chỉ trong một phần nhỏ của một giây. Trước đây, các nhà nghiên cứu tại Cơ sở Kích hoạt Tia lửa Quốc gia, bộ phận trực thuộc Lawrence Livermore, đã sử dụng 192 tia laser và nhiệt độ nóng hơn nhiều lần so với lõi mặt trời để tạo ra phản ứng nhiệt hạch cực kỳ ngắn ngủi.

Các tia laser tập trung lượng nhiệt khổng lồ vào một lon kim loại nhỏ. Kết quả là trường plasma cực nóng, nơi phản ứng nhiệt hạch xảy ra.

Riccardo Betti, giáo sư tại Đại học Rochester và là chuyên gia về phản ứng nhiệt hạch laser, nói rằng năng lượng ròng đạt được trong phản ứng nhiệt hạch là rất lớn. Nhưng ông nói còn một chặng đường dài phía trước để kết quả này dẫn đến sản xuất điện bền vững.

Cần có nguồn lực và nỗ lực to lớn để thúc đẩy nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch. Một cách làm là chuyển hydro thành plasma, một loại khí tích điện, sau đó được điều khiển bằng các khối nam châm cực lớn. Phương pháp này đang được nghiên cứu ở Pháp với sự hợp tác giữa 35 quốc gia được gọi là Lò phản ứng thử nghiệm nhiệt hạch quốc tế, cũng như được nghiên cứu bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts và một công ty tư nhân.