CNN đưa tin, các nhà khoa học của Viện Năng lượng nhiệt hạch Hàn Quốc vừa công bố kỷ lục thế giới mới về khoảng thời gian duy trì nhiệt độ 100 triệu độ C - nóng gấp 7 lần so với lõi mặt trời - trong một thí nghiệm tổng hợp hạt nhân được xem là bước tiến quan trọng cho công nghệ năng lượng tương lai.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân (phản ứng nhiệt hạch) kết hợp hai nguyên tử lại với nhau để giải phóng lượng năng lượng khổng lồ. Thường được coi là "chén thánh" của các giải pháp khí hậu năng lượng sạch, phản ứng nhiệt hạch có tiềm năng cung cấp năng lượng vô hạn mà không gây ô nhiễm carbon làm hành tinh nóng lên. Nhưng việc làm chủ phản ứng nhiệt hạch trên Trái đất là vô cùng khó khăn.
Cách phổ biến nhất để đạt được năng lượng nhiệt hạch là sử dụng lò phản ứng hình bánh rán gọi là tokamak, trong đó các biến thể hydro được nung nóng đến nhiệt độ cực cao để tạo ra plasma.
Si-Woo Yoon, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu KSTAR (tokamak thử nghiệm của Hàn Quốc) tại Viện Năng lượng nhiệt hạch Hàn Quốc (KFE), cho biết plasma nhiệt độ cao và mật độ cao - trong đó các phản ứng có thể xảy ra trong thời gian dài - đóng vai trò rất quan trọng đối với tương lai của các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Ông nói với CNN, việc duy trì nhiệt độ cao này “không dễ chứng minh do tính chất không ổn định của plasma nhiệt độ cao”, đó là lý do tại sao kỷ lục mới này lại có ý nghĩa quan trọng như vậy.
Mặt trời nhân tạo KSTAR đã duy trì plasma ở nhiệt độ 100 triệu độ trong 48 giây trong các cuộc thử nghiệm từ tháng 12.2023 đến tháng 2.2024, đánh bại kỷ lục 30 giây trước đó được thiết lập vào năm 2021.
Các nhà khoa học của KFE tìm cách kéo dài thời gian bằng cách điều chỉnh quy trình, bao gồm sử dụng vonfram thay vì carbon trong “bộ chuyển hướng”, giúp tách nhiệt và tạp chất tạo ra bởi phản ứng nhiệt hạch.
Ông Si-Woo Yoon cho biết, mục tiêu cuối cùng là KSTAR có thể duy trì plasma 100 triệu độ trong 300 giây vào năm 2026 - bước quan trọng để có thể mở rộng quy mô hoạt động nhiệt hạch.
Những gì các nhà khoa học đang làm ở Hàn Quốc sẽ thúc đẩy sự phát triển của Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế ở miền nam nước Pháp, được gọi là ITER, mặt trời nhân tạo lớn nhất thế giới nhằm mục đích chứng minh tính khả thi của phản ứng nhiệt hạch.
Si-Woo Yoon cho biết công việc của KSTAR “sẽ giúp ích rất nhiều trong việc đảm bảo kịp thời hiệu suất dự đoán hoạt động của ITER và thúc đẩy thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch”.
Năm 2022, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore ở Mỹ, đã làm nên lịch sử khi hoàn thành thành công phản ứng tổng hợp hạt nhân tạo ra nhiều năng lượng hơn mức sử dụng để cung cấp năng lượng cho thí nghiệm.
Tháng 2.2024, các nhà khoa học gần thành phố Oxford của Anh tuyên bố đã lập kỷ lục sản xuất nhiều năng lượng hơn bao giờ hết trong phản ứng nhiệt hạch. Họ tạo ra 69 megajoule năng lượng nhiệt hạch trong 5 giây, gần đủ để cung cấp năng lượng cho 12.000 ngôi nhà trong cùng khoảng thời gian.
Nhưng việc thương mại hóa phản ứng tổng hợp hạt nhân vẫn còn là một chặng đường dài khi các nhà khoa học nỗ lực giải quyết những khó khăn khoa học và kỹ thuật.
Aneeqa Khan, nhà nghiên cứu về phản ứng tổng hợp hạt nhân tại Đại học Manchester ở Anh, cho biết: “Phản ứng tổng hợp hạt nhân vẫn chưa sẵn sàng và do đó nó không thể giúp chúng ta giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu hiện nay”.
Tuy nhiên, bà nói thêm, nếu tiến trình tiếp tục, phản ứng tổng hợp hạt nhân “có tiềm năng trở thành một phần của tổ hợp năng lượng xanh trong nửa sau của thế kỷ”.
