Một dự án thử nghiệm tổng hợp hạt nhân đã lập kỷ lục thế giới trong việc tạo ra năng lượng trên Trái đất, sử dụng phản ứng tương tự như phản ứng cung cấp năng lượng cho mặt trời. Trong thí nghiệm mới này, Joint European Torus (JET) tại Culham, Anh đã thành công tạo ra các tia sáng cực nóng, giải phóng 59 megajoules năng lượng, tương đương với năng lượng từ vụ nổ 14kg TNT.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân có cơ chế tương tự như phản ứng xảy ra trong lòng các ngôi sao, trong đó hợp nhất các hạt nhân nguyên tử để tạo thành hạt nhân nặng hơn. Các nhà vật lý hạt nhân từ lâu đã tìm cách tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các lò phản ứng trên Trái đất vì phương pháp này tạo ra nhiều năng lượng hơn so với việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Ví dụ, một lượng nguyên tử hidro có kích thước bằng quả dứa có thể cung cấp năng lượng tương đương khoảng 10.000 tấn than, theo một tuyên bố từ dự án Lò phản ứng Thực nghiệm Nhiệt hạch Quốc tế (ITER).
Các thí nghiệm mới tại JET mang nhiệm vụ mở đường cho ITER trong quá trình tạo ra nhà máy tổng hợp hạt nhân đầu tiên trên thế giới. ITER hiện đang được xây dựng ở miền Nam nước Pháp và dự định có thể giải phóng nguồn năng lượng có độ lớn gấp 10 lần lượng mà nó tiêu thụ.
ITER hiện đang được xây dựng (Ảnh: ITER)
Athina Kappatou – nhà vật lý tại Viện Vật lý Plasma Max Planck ở Garching, Đức cho biết: “Chúng tôi đã mất nhiều năm để chuẩn bị cho các thí nghiệm này, và cuối cùng chúng tôi cũng đã xác nhận được các dự đoán, nhận định của mình. Đó là một tin tốt lành trên con đường xây dựng ITER”.
Bắt đầu hoạt động vào năm 1983, JET hiện sử dụng đồng vị hydro deuterium và tritium làm nhiên liệu. Đây là nhà máy điện duy nhất trên thế giới có khả năng vận hành bằng hai nhiên liệu này. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng sự kết hợp deuterium và tritium là sự kết hợp dễ dàng nhất, ở nhiệt độ thấp nhất trong số tất cả các nguyên liệu có thể dụng trong phản ứng tổng hợp hạt nhân. Đồng thời, cũng chỉ có sự kết hợp này mới có thể giải phóng đủ năng lượng trong các điều kiện thực tế, tạo ra dư điện.
Tuy nhiên, phản ứng tổng hợp deuterium-tritium cũng đặt ra một số thách thức nhất định với các nhà khoa học nghiên cứu nó. Ví dụ, phản ứng tổng hợp deuteri-triti có thể tạo ra một lượng nơtron năng lượng cao nguy hiểm, mỗi nơtron di chuyển với tốc độ khoảng 187 triệu km/h, hay 17,3% tốc độ ánh sáng - nhanh đến mức chúng có thể tới mặt trăng trong khoảng thời gian dưới 8 giây. Trong thí nghiệm kỷ lục mới đây, các lớp lót và bức tường kim loại che chắn đã được nghiên cứu và nâng cấp, đảm bảo khả năng chống lại và ngăn chặn rò rỉ nguồn năng lượng này.
Theo Kappatou, ITER đặt mục tiêu bắt đầu các thí nghiệm deuterium-tritium của riêng mình vào năm 2035. Các thí nghiệm JET gần đây sẽ cung cấp thông tin và cơ sở dữ liệu cho nhiệm vụ tương lai này.
* Mời quý độc giả theo dõi các chương trình đã phát sóng của Đài Truyền hình Việt Nam trên TV Online và VTVGo!