Đã bao giờ tự hỏi chúng ta gần với năng lượng hợp hạch thực tế như thế nào chưa? Tuần này, các nhà nghiên cứu làm việc trên Dự án Tokamak Siêu Dẫn Tiến Tiến – được biết đến là 'mặt trời nhân tạo' – đã đạt được một cột mốc: phá vỡ giới hạn mật độ plasma lâu dài trong thiết bị của họ.
Nhóm nghiên cứu từ Viện Vật lý Plasma tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc ở Hợp Phì, Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung, và Đại học Aix-Marseille của Pháp đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Science Advances vào thứ Sáu vừa qua. Bí quyết của họ? Một mô hình lý thuyết hoàn toàn mới giải thích cách các tạp chất nhỏ ở rìa plasma tạo ra hiệu ứng runaway khiến mật độ bị giới hạn.
Trong một tokamak – hãy tưởng tượng một đường đua từ trường – plasma siêu nóng chạy vòng vòng, và mật độ càng cao thì càng có nhiều phản ứng hợp hạch. Nhưng nếu nén quá chặt, plasma sẽ lảo đảo ra khỏi rãnh từ trường, va vào tường như một làn xe máy chen chúc bất ngờ tràn ra khỏi rào cản của nó.
Cho đến nay, các nhà khoa học đã biết rằng các tạp chất ở rìa kích hoạt giới hạn mật độ này, nhưng kích hoạt chính xác là một hộp đen. Bằng cách lập bản đồ vũ điệu tự tổ chức giữa plasma và tường, các nhà nghiên cứu đã xác định không ổn định phóng xạ – như những tia lửa nhỏ lớn lên trong bóng tối – là thủ phạm.
Trang bị với thông tin này, họ đã điều chỉnh thí nghiệm để điều khiển plasma vào một 'vùng không mật độ', an toàn vượt qua giới hạn cũ. Đây là lần đầu tiên có ai thấy vùng này trong một tokamak, mở ra một con đường mới đầy hứa hẹn đến hợp hạch mật độ cao hơn, hiệu quả hơn.
Mặc dù chúng ta vẫn còn một chặng đường trước khi có thể cung cấp năng lượng cho các ngôi nhà bằng hợp hạch, những kết quả này đặt nền móng cho các lò phản ứng thế hệ tiếp theo có thể một ngày nào đó mang lại năng lượng sạch vô tận. Hiện tại, cuộc săn lùng chén thánh của năng lượng vừa có thêm một cú hích lớn.
