Mỹ công bố cột mốc khoa học mới về năng lượng nhiệt hạch

Tờ Financial Times là bên đầu tiên đưa tin về việc các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore ở California đạt được mức tăng năng lượng ròng trong một thí nghiệm tạo ra năng lượng từ phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra khi hai hoặc nhiều nguyên tử được hợp nhất thành một nguyên tử lớn hơn - một quá trình tạo ra một lượng năng lượng khổng lồ dưới dạng nhiệt. Trên thực tế, các nhà khoa học Mỹ đã bắn các viên đạn chứa nhiên liệu hydro vào một dãy gần 200 tia laser, về cơ bản là tạo ra một loạt vụ nổ lặp đi lặp lại cực nhanh với tốc độ 50 lần mỗi giây.

Năng lượng thu được từ các neutron và hạt alpha được chiết xuất dưới dạng nhiệt và nhiệt đó là chìa khóa để tạo ra năng lượng. Khác với phản ứng phân hạch hạt nhân cung cấp năng lượng điện trên toàn thế giới hiện nay, quá trình tạo năng lượng bằng phản ứng nhiệt hạch/hợp hạch không tạo ra chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài.

Mặc dù kết quả này là một cột mốc quan trọng trong một nhiệm vụ khoa học đã được đặt ra từ ​​những năm 1930, nhưng tỷ lệ năng lượng đầu vào phản ứng ở Lawrence Livermore để cho ra được năng lượng ròng vẫn cần phải lớn hơn khoảng 100 lần nữa mới có thể tạo ra được nguồn điện thương mại.

"Đó là bài toán về lượng nước cần thiết để đun sôi 10 ấm nước" - Jeremy Chittenden, đồng giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Hợp nhất Quán tính tại Đại học Hoàng gia London, giải thích trên CNN - "Để biến nó (phản ứng tổng hợp hạt nhân thành công) thành một nhà máy điện, chúng ta cần tạo ra nhiều năng lượng hơn, đồng nghĩa với việc chúng ta cần nhiều năng lượng hơn một cách đáng kể". Chẳng hạn, một nhóm các nhà khoa học Anh hồi năm ngoái được cho đã tạo ra một lượng năng lượng bền vững kỷ lục theo phương pháp tương tự, tuy nhiên nó chỉ kéo dài 5 giây. 

Nếu phản ứng tổng hợp được thương mại hóa - điều mà những người ủng hộ cho rằng có thể xảy ra sớm nhất là trong một thập kỷ tới - thì nó có thể tạo ra điện "sạch carbon", giúp chống lại biến đổi khí hậu nhờ loại bỏ được lượng chất thải hạt nhân phóng xạ từ phản ứng phân hạch hiện nay đang tạo ra. Tuy nhiên, việc vận hành một nhà máy điện chạy bằng nhiệt hạch cũng gặp không ít thách thức, chẳng hạn như làm thế nào để kiềm chế nhiệt một cách tiết kiệm và giữ cho tia lazer hoạt động ổn định.

Lawrence Livermore hiện chủ yếu tập trung vào các vấn đề an ninh quốc gia Mỹ, liên quan đến vũ khí hạt nhân và thí nghiệm nhiệt hạch có thể dẫn đến việc thử nghiệm an toàn hơn kho vũ khí của quốc gia. Nhưng những tiến bộ tại phòng thí nghiệm này cũng có thể giúp ích cho những nỗ lực tại các công ty hy vọng phát triển các nhà máy điện chạy bằng nhiệt hạch, bao gồm Commonwealth Fusion Systems, Focused Energy và General Fusion.

Các tỷ phú Bill Gates, Jeff Bezos và John Doerr đã đầu tư đáng kể vào các công ty nói trên. Reuters dẫn số liệu từ Hiệp hội Công nghiệp Fusion cho biết, ngành công nghiệp tư nhân này đã được bảo đảm hơn 2,8 tỷ USD vào năm ngoái, với tổng đầu tư vào khoảng 5 tỷ USD trong những năm gần đây.