Lò phản ứng JET lập kỷ lục mới khi tạo ra 59 megajoule năng lượng trong phản ứng kéo dài 5 giây.
Một dự án thử nghiệm nhiệt hạch lập kỷ lục mới về việc sản xuất năng lượng trên Trái đất khi sử dụng cùng loại phản ứng cung cấp năng lượng cho Mặt trời. Cụ thể, lò phản ứng nhiệt hạch của dự án Joint European Torus (JET) Anh, đã tạo ra 59 megajoule năng lượng (tương đương khoảng 14kg thuốc nổ TNT) trong phản ứng kéo dài 5 giây, gấp hơn hai lần kỷ lục cũ là 21,7 megajoule do JET thiết lập vào năm 1997.
Bên trong lò phản ứng JET, nơi diễn ra thí nghiệm sản xuất 59 megajoule năng lượng. (Ảnh: UKAEA)
Nhóm chuyên gia JET thông báo kết quả mới hôm 9/2, sau hơn hai thập kỷ thử nghiệm và cải tiến tại Trung tâm Năng lượng Nhiệt hạch Culham, Oxfordshire, Anh. Đây được coi là cột mốc quan trọng trên con đường biến nhiệt hạch thành nguồn năng lượng carbon thấp bền vững và khả thi.
Lò phản ứng JET được chế tạo để chứa plasma, hay các khí ion hóa mạnh, nung nóng tới 150 triệu độ C – nóng gấp 10 lần tâm Mặt trời. Ở nhiệt độ cao như vậy, các hạt nhân nguyên tử có thể hợp nhất với nhau để tạo thành những nguyên tố mới và giải phóng năng lượng khổng lồ. Phản ứng nhiệt hạch tương tự cung cấp năng lượng cho Mặt trời, nhưng ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể vì các ngôi sao có lực hấp dẫn hỗ trợ.
Các thí nghiệm tại JET tập trung vào việc kiểm tra tính khả thi của phản ứng tổng hợp với một loại nhiên liệu bắt nguồn từ hai đồng vị của hydro là deuteri và triti. Chúng có thể kết hợp lại để tạo thành khí heli. Kết quả mới cho thấy điều này là khả thi, đồng thời mang lại thông tin quan trọng cho ITER, dự án nhiệt hạch lớn hơn đang được phát triển ở miền nam nước Pháp. ITER dự kiến bắt đầu đốt nhiên liệu deuteri – triti vào năm 2035.
Nếu dự án ITER diễn ra thuận lợi, các chuyên gia sẽ xây một nhà máy điện ở châu Âu và kết nối với lưới điện. Nhiệt hạch là nguồn năng lượng rất tiềm năng vì không thải khí nhà kính. 1kg nhiên liệu nhiệt hạch chứa năng lượng gấp khoảng 10 triệu lần so với 1kg than, dầu hay khí đốt.
Deuteri trong nước biển rất dồi dào nhưng triti lại cực kỳ hiếm và được sản xuất trong các lò phản ứng hạt nhân. Các nhà máy nhiệt hạch tương lai, bao gồm cả ITER, dự kiến tự sản xuất nhiên liệu triti bằng cách sử dụng những neutron năng lượng cao, được giải phóng khi deuteri và triti hợp nhất, để phân tách kim loại lithi thành triti và heli.
Thí nghiệm của JET giải phóng năng lượng nhiệt hạch chỉ trong 5 giây nhưng đã cho thấy loại nhiên liệu này có thể đốt cháy một cách bền vững, theo tiến sĩ Mark Wenman, chuyên gia về vật liệu hạt nhân tại Đại học Hoàng gia London. “Lâu rồi họ mới lập một kỷ lục như vậy và đó là cột mốc quan trọng trên con đường chứng minh nhiệt hạch là nguồn năng lượng bền vững và khả thi cho tương lai”, ông nói.
“5 giây nghe có vẻ không nhiều, nhưng nếu bạn có thể đốt nó trong 5 giây, có lẽ bạn sẽ giữ được nó ổn định và cháy trong nhiều phút, nhiều giờ hay nhiều ngày. Đó là những gì bạn cần để xây dựng một nhà máy điện nhiệt hạch”, Wenman bổ sung.