Các nhà khoa học đã phát hiện ra một kiểu phản ứng tổng hợp hạt nhân mới, bảo đảm có được hiệu suất năng lượng cao và tận dụng được nước biển không mất tiền mua làm nhiên liệu.

Thiết bị tổng hợp từ hỏa theo quán tính trên mô hình máy tính.
Các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia (Mỹ) đã tiến hành hàng loạt thí nghiệm mô phỏng trên máy tính và cho rằng phản ứng tổng hợp hạt nhân với hiệu suất khuếch đại rất cao (tức năng lượng đầu ra lớn hơn nhiều so với năng lượng đầu vào) có thể thực hiện được nhờ một container hình trụ đốt quá nhiệt đặt trong một từ trường mạnh.

Những tính toán chứng tỏ rằng loại máy phát điện mới này sản xuất ra một lượng năng lượng nhiều gấp bội so với năng lượng cần thiết để khơi mào cho phản ứng. Phương pháp mới hiệu quả hơn gấp 50 lần so với sử dụng tia rơnghen nguy hiểm. 

Một trong những tác giả của phát minh này là Steve Sluts nói: “Chắc không ai tin là hiệu suất của phản ứng “tổng hợp từ hỏa theo quán tính” (magnetized inertial fusion (viết tắt MIF), nhưng các tính toán toán học của chúng tôi đã khẳng định. Bây giờ chúng tôi cần phải thực hiện điều đó. Bản thân tôi không thấy một trở ngại nào trong việc thực hiện thành công thí nghiệm”.

Hình mẫu của thiết bị MagLIF sẽ được thử nghiệm và nhứng kết quả đầu tiên các kết quả đầy hứa hẹn của máy tình sẽ được công bố vào cuối năm 2013.

Công nghệ mới tổng hợp hiệu suất cao có thể sản sinh được năng lượng sạch về mặt sinh thái với một lượng lớn hơn rất nhiều so với năng lượng tiêu tốn để duy trì phản ứng. Khi mô hình hóa, năng lượng đầu ra vượt năng lượng đầu vào đến 100 lần – khi cường độ dòng vào là 60 triệu ampe. Còn nếu như cường độ của dòng điện vào nâng lên được 70 triệu ampe thì dòng ra tăng lên đến 1.000 lần.

Phương pháp “tổng hợp từ hóa theo quán tính” MIF dựa trên việc nén một lượng nhỏ nhiên liệu trong khoảng một vài nanogiây. Trong tương lai nó cho phép bảo đảm việc cung cấp điện năng một cách đáng tin cậy bằng cách tận dụng nguồn nguyên liệu vừa rẻ (thậm chí không mất tiền) vừa dễ kiếm trên hành tinh của chúng ta là nước biển.

Hiện nay, trong phòng thí nghiệm các nhà khoa học chưa thành công trong việc nâng cao được năng lượng đầu ra so với đầu vào, vì mới chỉ tạo ra được cường độ của dòng vào là 26 triệu ampe. Mặc dù rằng thiết bị của phòng thí nghiệm Sandia được đốt nóng bằng nhiên liệu hạt nhân (deuteri, triti) khi nén (trong khoảnh khắc của quá trình phản ứng MIF) và sử dụng từ trường để giảm tổn thất nhiệt.

Từ trường tác dụng giống như một “tấm rèm” để ngăn những hạt tích điện thoát ra khỏi vùng phản ứng và làm giảm năng lượng của nó. Quá trình dựa trên một trong laser cường độ tương đối thấp để đốt nóng hỗn hợp khí deuteri và triti. Sự đốt nóng ấy chỉ đủ để cung cấp nhiệt cho phản ứng. 

Việc thử nghiệm thiết bị để kiểm tra lại những số liệu mô hình hóa của máy tính đã được khởi động và những kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm loại phản ứng tổng hợp hạt nhân mới được mọi người nôn nóng chờ đợi vào cuối năm 2013.

Tuấn Hà