MIT phát triển lò phản ứng nhiệt hạch cỡ nhỏ

Lò phản ứng Sparc mô phỏng phản ứng nhiệt hạch của Mặt trời và có thể đi vào hoạt động năm 2025.

Các nhà khoa học đang phát triển phiên bản cỡ nhỏ của lò phản ứng nhiệt hạch và chứng minh thiết bị có thể hoạt động trong nghiên cứu công bố hôm 29/9 trên tạp chí Plasma Physics, mở ra hy vọng tiến tới mục tiêu mô phỏng cách Mặt trời sản sinh năng lượng. Nhóm nghiên cứu đến từ Viện Công nghệ Massachusetts và công ty Commonwealth Fusion Systems đang lên kế hoạch xây dựng lò phản ứng mang tên Sparc, dự kiến bắt đầu vào mùa xuân năm sau và kéo dài trong 3 - 4 năm.

Mô hình lò phản ứng Sparc. (Ảnh: MIT).

Dù còn nhiều thách thức, công ty Commonwealth Fusion Systems cho biết họ sẽ tiến hành thử nghiệm sau khi xây xong lò. Nếu kết quả thành công, quá trình xây dựng nhà máy điện sử dụng năng lượng nhiệt hạch sẽ bắt đầu trong thập kỷ tới. Khung thời gian này nhanh hơn nhiều so với dự án năng lượng nhiệt hạch lớn nhất thế giới với sự tham gia của nhiều nước là Lò phản ứng Thí nghiệm Nhiệt hạt nhân Quốc tế (ITER) ở miền nam nước Pháp. Lò ITER được xây dựng từ năm 2013 và có thể tạo ra phản ứng nhiệt hạch vào năm 2035. Theo Bob Mumgaard, nhà sáng lập kiêm giám đốc điều hành Commonwealth Fusion, cho biết một mục tiêu của dự án Sparc là phát triển năng lượng nhiệt hạch để góp phần giảm thiểu hiện tượng ấm lên toàn cầu.

Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó hai nguyên tử siêu nhẹ hợp nhất ở nhiệt độ lên tới hàng chục triệu độ C và giải phóng năng lượng. Giống như nhà máy điện hạt nhân thông thường sử dụng phản ứng phân hạch chia nhỏ nguyên tử, nhà máy nhiệt hạch không đốt nhiên liệu hóa thạch nên không sản sinh khí nhà kính. Nhưng nguồn nhiên liệu của nó là đồng vị hydro dồi dào hơn nhiều so với urani dùng trong phần lớn nhà máy điện hạt nhân hiện nay. Phản ứng nhiệt hạch cũng sinh ra ít phóng xạ và chất thải nguy hiểm hơn.

Nhưng trở ngại trong xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch là tạo ra và kiểm soát plasma, đám mây nguyên tử siêu nóng có thể phá hủy bất cứ thứ gì tiếp xúc với nó. Một số nhà khoa học đã nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch trong nhiều thập kỷ nhận xét khung thời gian của lò Sparc có vẻ phi thực tế.

Lò Sparc sẽ nhỏ hơn nhiều so với ITER, chỉ rộng bằng sân tennis và có chi phí rẻ hơn hẳn. Commonwealth Fusion đã kêu gọi được 200 triệu USD vốn đầu tư trong dự án. Theo kết quả nghiên cứu của MIT, lò Sparc sẽ hoạt động thành công và tạo ra năng lượng nhiều gaapss 10 lần so với mức tiêu thụ.