Tạo ra năng lượng vô tận với lượng khí thải bằng 0 chỉ bằng cách đập các nguyên tử hydro lại với nhau đã là một giấc mơ xa vời trong nhiều thập kỷ. Giờ đây, các nhà khoa học có thể đang tiến một bước nhỏ hơn đến sức mạnh nhiệt hạch khả thi, nhờ vào một thí nghiệm tương lai và hàng tá súng plasma.
Mười tám trong số 36 khẩu súng plasma được đặt trên máy có thể biến năng lượng nhiệt hạch thành hiện thực. Những khẩu súng này là thành phần chính của Thí nghiệm Plasma liner (PLX) của Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, sử dụng một cách tiếp cận mới cho vấn đề này. PLX, nếu nó hoạt động, sẽ kết hợp hai phương pháp đập các nguyên tử hydro proton đơn với nhau để tạo thành các nguyên tử helium hai proton. Quá trình đó tạo ra một lượng năng lượng khổng lồ trên mỗi đốm nhiên liệu, nhiều hơn cả việc phân tách các nguyên tử nặng (phân hạch). Hy vọng là phương pháp tiên phong trong PLX sẽ dạy các nhà khoa học cách tạo ra năng lượng đó đủ hiệu quả để có giá trị sử dụng trong thế giới thực.
Lời hứa của phản ứng tổng hợp là nó tạo ra hàng tấn năng lượng. Mỗi khi hai nguyên tử hydro hợp nhất thành helium, một phần nhỏ vật chất của chúng chuyển thành toàn bộ năng lượng.
Vấn đề của phản ứng tổng hợp là không ai tìm ra cách tạo ra năng lượng đó một cách hữu ích.
Các nguyên tắc là đủ đơn giản, nhưng việc thực hiện là thách thức. Ngay bây giờ, có rất nhiều quả bom hydro-fusion trên thế giới mà có thể giải phóng toàn bộ năng lượng của họ trong nháy mắt và hủy hoại chính mình (và mọi thứ khác xung quanh cho dặm). Đứa trẻ thỉnh thoảng thậm chí quản lý để xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ, không hiệu quả trong phòng chơi của họ. Nhưng các lò phản ứng nhiệt hạch hiện có hút nhiều năng lượng hơn chúng tạo ra. Chưa ai có thể tạo ra một phản ứng nhiệt hạch được kiểm soát, duy trì, phun ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ của máy tạo ra và chứa phản ứng.
Phương pháp đầu tiên trong hai phương pháp PLX kết hợp được gọi là giam cầm từ tính. Đây là thứ được sử dụng trong các lò phản ứng nhiệt hạch gọi là tokamaks, sử dụng nam châm cực mạnh để treo plasma siêu nóng, siêu nóng của các nguyên tử nung chảy bên trong máy để nó tiếp tục nóng chảy và không thoát ra ngoài. Lớn nhất trong số này là ITER, máy 25.000 tấn (23.000 tấn) tại Pháp. Nhưng dự án đó đã phải đối mặt với sự chậm trễ và chi phí vượt mức, và thậm chí các dự đoán lạc quan cho thấy nó sẽ không hoàn thành cho đến những năm 2050, như BBC đã báo cáo vào năm 2017.
Cách tiếp cận thứ hai được gọi là giam cầm quán tính. Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, một cơ sở khác của Bộ Năng lượng, có một cỗ máy gọi là Cơ sở đánh lửa quốc gia (NIF) đang thực hiện tuyến đường này để hợp nhất. NIF về cơ bản là một hệ thống rất lớn để bắn ra các tia laser siêu mạnh vào các pin nhiên liệu nhỏ chứa hydro. Khi các tia laser chạm vào nhiên liệu, hydro nóng lên và bị giữ lại trong pin nhiên liệu. NIF đang hoạt động, nhưng nó không tạo ra nhiều năng lượng hơn mức sử dụng.
PLX, theo một tuyên bố từ Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ (APS), có một chút khác biệt so với một trong hai. Nó sử dụng nam châm để chứa hydro của nó, giống như một tokamak. Nhưng hydro đó được đưa đến nhiệt độ và áp lực nhiệt hạch bằng các tia plasma nóng bắn ra từ súng bắn ra xung quanh buồng hình cầu của thiết bị, sử dụng súng thay vì laser như được sử dụng tại NIF.
Các nhà vật lý dẫn đầu dự án PLX đã thực hiện một số thí nghiệm ban đầu bằng cách sử dụng 18 khẩu súng đã được cài đặt, theo APS. Những thí nghiệm này đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu dữ liệu ban đầu về cách các máy bay phản lực plasma hoạt động khi chúng va chạm vào máy và các nhà nghiên cứu đã trình bày dữ liệu đó vào ngày hôm qua (21/10) tại Hội nghị thường niên của Phòng Vật lý Plasma APS ở Fort Lauderdale, Florida. Dữ liệu đó rất quan trọng, các nhà nghiên cứu cho biết, bởi vì có những mô hình lý thuyết mâu thuẫn về chính xác cách thức hoạt động của plasma khi va chạm trong các loại va chạm này.
Los Alamos nói rằng nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ lắp đặt 18 khẩu súng còn lại vào đầu năm 2020 và tiến hành các thí nghiệm sử dụng pin 36-plasma-súng đầy đủ vào cuối năm đó.
