Mô phỏng thiết kế lò phản ứng nhiệt hạch của Helion Energy. Ảnh: Helion Energy.
Các tập đoàn nghiên cứu và công ty khởi nghiệp trên khắp thế giới đang nỗ lực biến phản ứng tổng hợp hạt nhân (còn gọi là phản ứng nhiệt hạch) từ khái niệm thành nguồn sản xuất điện vô hạn không thải khí carbon trong thực tế. Một nhóm nghiên cứu ở Washington đã đạt bước tiến quan trọng hướng tới mục tiêu đó. Công ty khởi nghiệp Helion Energy động thổ xây cơ sở mới để thử nghiệm công nghệ tổng hợp hạt nhân hồi đầu tuần, đặt nền tảng cho nhà máy điện nhiệt hạch khả thi về mặt thương mại đầu tiên.
Độ phức tạp và tiềm năng chưa thể xác định hết của phản ứng tổng hợp hạt nhân đều là vấn đề các nhà nghiên cứu cần xử lý từ mọi góc độ. Giới nghiên cứu đang nỗ lực khai thác quá trình diễn ra bên trong lõi Mặt Trời, sử dụng nhiệt và áp suất để tạo ra va chạm giữa các nguyên tử riêng biệt, kết hợp chúng thành nguyên tử lớn hơn và giải phóng năng lượng khổng lồ, đồng thời không thải khí.
Lò phản ứng hình bánh vòng mang tên tokamak thường được xem là hệ thống khả thi nhất để mô phỏng lại quá trình trên ở Trái Đất, nhưng nhiều thiết kế khác cũng đang được khám phá, như lò stellarator dạng xoắn. Helion Energy đang theo đuổi công nghệ này thông qua máy gia tốc plasma được cấp bằng sáng chế của công ty, sử dụng nhiên liệu deuterium và helium-3.
Bên trong thiết bị của Helion Energy, các nhiên liệu được làm nóng tới nhiệt độ cực hạn để hình thành plasma, sau đó plasma bị giữ lại bởi nam châm bên trong cấu hình đảo trường (FRC). Hai FRC hình thành ở hai đầu đối diện của máy gia tốc sau đó đâm vào nhau ở tốc độ 1,6 triệu km/h, dùng nam châm để tạo ra va chạm cực mạnh ở trung tâm.
Tại đây, chúng bị nén lại bởi những nam châm cực mạnh và làm nóng cho tới khi đạt nhiệt độ hơn 100 triệu độ C, buộc deuterium và helium-3 hợp nhất, hình thành plasma đẩy ngược lại từ trường, sản sinh dòng điện có thể thu thập để sử dụng.
Helion Energy đã đạt một số bước ngoặt lớn từ khi thành lập vào năm 2013, bao gồm chứng minh khả năng thu thập năng lượng từ hệ thống với độ hiệu quả 95%, phát triển chu kỳ sản xuất tự cung tự cấp đối với nhiên liệu helium-3 và gần đây nhất là đạt nhiệt độ plasma 100 triệu độ C ở nguyên mẫu thứ 6 có tên Trenta.
Helion Energy đang hướng tới mục tiêu thúc đẩy hệ thống sản xuất nhiều năng lượng hơn mức cần thiết để vận hành. Đây sẽ là ưu tiên hàng đầu khi công ty bắt đầu hoạt động tại cơ sở mới ở Everett, Washington.
Link gốc