Thí nghiệm nhiệt hạch sử dụng laser đạt bước tiến lớn: sản lượng năng lượng tăng hơn gấp đôi

Một bước đột phá mới trong lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch đã được ghi nhận tại Cơ sở Đánh lửa Quốc gia (NIF) thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, nơi các nhà khoa học đã thực hiện thành công một loạt thí nghiệm nhiệt hạch sử dụng laser với sản lượng năng lượng đầu ra tăng hơn gấp đôi so với các lần trước đó. 

Trong thí nghiệm lịch sử năm 2022, NIF đã lần đầu tiên tạo ra phản ứng nhiệt hạch có sản lượng năng lượng đầu ra (3,15 megajoules) lớn hơn năng lượng đầu vào từ laser (2,05 megajoules). Tuy nhiên, trong các lần thử nghiệm gần đây, sản lượng đã tăng lên 5,2 megajoules và sau đó đạt tới 8,6 megajoules – một bước tiến vượt bậc trong lĩnh vực này. 

Ảnh: TechCrucnh

Dù vậy, cần lưu ý rằng để tạo ra phản ứng này, hệ thống laser tiêu tốn tới 300 megajoules điện năng – cho thấy vẫn còn một khoảng cách lớn để đạt được hiệu suất đủ để cung cấp điện cho lưới điện quốc gia.

Phương pháp được sử dụng tại NIF là nén quán tính (inertial confinement). Trong đó, nhiên liệu nhiệt hạch (hỗn hợp deuterium và tritium) được bọc trong một lớp kim cương và đặt trong một ống vàng nhỏ gọi là hohlraum. Khi 192 chùm tia laser cực mạnh hội tụ vào mục tiêu, ống vàng bị bốc hơi, phát ra tia X làm nổ lớp vỏ kim cương, nén nhiên liệu bên trong đến mức các hạt nhân bắt đầu hợp nhất và giải phóng năng lượng. 

Dù chưa thể đưa năng lượng nhiệt hạch vào lưới điện, các kết quả mới này là minh chứng rõ ràng rằng nhiệt hạch không còn là lý thuyết viễn tưởng. Đây là bước tiến quan trọng hướng tới mục tiêu tạo ra nguồn năng lượng sạch, dồi dào và không phát thải carbon.

Tuy nhiên, để thương mại hóa công nghệ này, các nhà khoa học sẽ phải giải quyết nhiều thách thức: tăng tần suất bắn laser, giảm chi phí sản xuất nhiên liệu, và đặc biệt là nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống.