Buzz
(Tổ Quốc) - Nhóm các nhà nghiên cứu từ Nhật Bản và Mỹ đã mở ra cơ hội cho một loại năng lượng mới sạch hơn và có chi phí thấp hơn trong tương lai.
Một công nghệ sáng tạo tổng hợp hạt nhân, không sử dụng chất phóng xạ và được ước tính có khả năng 'cung cấp năng lượng cho hành tinh trong hơn 100.000 năm', đã được một nhóm nghiên cứu Mỹ-Nhật Bản thử nghiệm thành công.
TAE Technologies, có trụ sở tại California (Mỹ), đã hợp tác với Viện Khoa học Nhiệt hạch Quốc gia Nhật Bản (NIFS) để hoàn thành các thử nghiệm đầu tiên về chu trình nhiên liệu hydro-boron trong plasma giới hạn từ tính. Đây là công nghệ mới có thể tạo ra năng lượng sạch hơn và có chi phí thấp hơn, đồng thời tạo ra ít chất thải hạt nhân hoặc khí nhà kính trong quá trình tạo ra năng lượng.
Trên toàn thế giới, hàng chục nhóm nghiên cứu đang cạnh tranh để thương mại hóa việc sản xuất năng lượng tổng hợp hạt nhân. Và phản ứng tổng hợp hạt nhân sử dụng hydro và tritium vẫn là xu hướng chủ đạo. Tuy nhiên, tritium, một đồng vị phóng xạ hiếm có giá đắt, đang gặp phải những hạn chế.
Do đó, TAE Technologies đang tiến hành nghiên cứu phát triển công nghệ phát điện nhiệt hạch hydro-boron sử dụng boron, một nguyên tố phổ biến và an toàn hơn trên Trái đất, như một giải pháp thay thế cho phát điện nhiệt hạch hydro-tritium. Vào năm 2021, công ty đã thông báo hợp tác với NIFS và thực hiện các thí nghiệm về phản ứng tổng hợp hydro-boron bằng Thiết bị xoắn ốc lớn (LHD) của NIFS.
Lò phản ứng kiểu FRC của TAE.
Lần này, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp giam giữ từ tính sử dụng từ trường để kiểm soát plasma. Báo cáo cho biết họ đã thành công trong việc thử nghiệm phản ứng tổng hợp hydro-boron đầu tiên trong lịch sử. Phản ứng này giải phóng hạt nhân helium, hay còn được gọi là hạt alpha, như một sản phẩm phụ. Nhóm nghiên cứu sử dụng thông tin này để xác minh phát xạ của các hạt alpha trong phản ứng tổng hợp hạt nhân thông qua các máy dò được thiết kế riêng.
'Thí nghiệm này cung cấp cho chúng tôi một lượng dữ liệu đáng kể và chỉ ra rằng hydro-boron có tiềm năng trong lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch ở quy mô tiện ích', Michl Binderbauer, Giám đốc điều hành của TAE Technologies, nói. 'Chúng tôi tự tin rằng chúng tôi có thể giải quyết một thách thức vật lý hiện nay và cung cấp một nguồn năng lượng không carbon mới cho thế giới dựa trên nguyên liệu dồi dào và không phóng xạ này'.
Người phát ngôn của NIFS, công ty đã thiết lập mối quan hệ đối tác với TAE vào năm 2021, ghi nhận: 'Hydrogen-boron... mở ra khả năng tồn tại của một lò phản ứng nhiệt hạch sạch hơn. Thành tựu này đánh dấu một bước tiến lớn đầu tiên hướng tới việc thực hiện lò phản ứng nhiệt hạch sử dụng nhiên liệu nhiệt hạch tiên tiến'.
Nhiều công ty điện hạch hiện đang sử dụng Tokamak, một thiết bị sử dụng từ trường mạnh để giữ plasma nóng trong một vật hình xuyến. Tuy nhiên, TAE Technologies sử dụng lò phản ứng cấu hình ngược trường (FRC) được điều khiển bởi chùm tia máy gia tốc tiên tiến và linh hoạt. Điều này cho phép sử dụng nhiên liệu không chỉ giới hạn ở hydro-tritium mà còn ở hydro-boron. Ngoài ra, FRC yêu cầu diện tích nhỏ hơn so với Tokamak và có thể tạo ra năng lượng gấp 100 lần.
TAE Technologies hy vọng rằng kết quả của nghiên cứu này sẽ đưa công nghệ này vào giai đoạn cấp phép, với mục tiêu cuối cùng là triển khai các lò phản ứng nhiệt hạch hydro-boron đầu tiên có thể cung cấp điện vào những năm 2030.
Công ty cũng nhấn mạnh rằng họ đã xây dựng 5 thiết bị 'quy mô phòng thí nghiệm quốc gia' và đang tiếp tục xây dựng thêm hai cỗ máy, mang tên là Copernicus và Da Vinci, với mục tiêu 'lần lượt thể hiện năng lượng ròng và khả năng cung cấp năng lượng cho lưới điện'.
Xem thêm tại RechargeNews
