Công bố đoạn phim đầu tiên bên trong lò phản ứng tổng hợp hạt nhân 20 triệu độ

Lần đầu tiên, các nhà khoa học công bố đoạn phim (Footage) có độ phân giải cao từ bên trong lò phản ứng nhiệt hạch, ghi lại cảnh plasma ở nhiệt độ đáng kinh ngạc là 20 triệu độ.

Video do công ty Tokamak Energy của Anh ghi lại cho thấy những dải plasma rực rỡ xoáy tròn bên trong lò phản ứng hạt nhân hình cầu ST40 nhỏ gọn của họ. Được quay ở tốc độ 16.000 khung hình/giây, đây là hình ảnh chi tiết nhất từng được ghi lại về chuyển động của plasma nhiệt hạch.

Những gì đoạn phim ghi lại không chỉ là một màn trình diễn ánh sáng đầy màu sắc. Khi khí deuterium bị ion hóa và bị mắc kẹt trong từ trường, nó phát sáng màu hồng. Các khu vực lạnh hơn nhấp nháy màu đỏ khi các viên nhiên liệu bay qua, trong khi lithium, được sử dụng làm lớp phủ tường và chất đánh dấu, phát ra ánh sáng màu vàng lục, vạch ra các đường sức từ như một mạng lưới phát sáng. Mỗi màu đại diện cho một nguyên tố, vùng nhiệt độ hoặc phản ứng cụ thể.

Đối với các nhà khoa học nhiệt hạch, điều này giống như chuyển từ đồ thị tĩnh sang nguồn cấp video trực tiếp. Hình ảnh cho thấy sự nhiễu loạn, mô hình sóng và chuyển động plasma mà trước đây chỉ có thể nhìn thấy thông qua mô phỏng.

Xem đoạn phim:

Đoạn phim được thực hiện nhờ LEAPS, một dự án hợp tác trị giá 52 triệu USD giữa Bộ Năng lượng Mỹ và Bộ An ninh Năng lượng & Net Zero của Vương quốc Anh.

Dự án này nhằm mục đích làm cho các lò phản ứng nhiệt hạch bền hơn và dễ kiểm soát hơn bằng cách nghiên cứu cách plasma tương tác với thành lò phản ứng.

Lò ST40 đã được nâng cấp như lớp phủ lithium để hấp thụ tạp chất, lớp phủ molypden để chống xói mòn và các công cụ hình ảnh tiên tiến như camera màu tốc độ cao.

Lò phản ứng nhiệt hạch thường thất bại không phải vì thiếu nhiệt, mà vì các cạnh plasma không ổn định làm hỏng các thành bên trong.

Với những bản ghi này, các nhà khoa học giờ đây có thể quan sát các vùng quan trọng đó từng khung hình, xác định vị trí hình thành các vụ nổ nhiệt và cách kiểm soát chúng.

ST40 cũng đang thử nghiệm một phương pháp gọi là chế độ X-Point Radiator, giúp làm mát plasma bên ngoài vừa đủ để tỏa nhiệt trước khi nó chạm vào thành lò. Trước đây, việc tinh chỉnh sự cân bằng này chủ yếu dựa vào phỏng đoán. Giờ đây, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi quá trình diễn ra theo thời gian thực.

Bước đột phá này đánh dấu một bước tiến lớn trong cuộc đua năng lượng nhiệt hạch thực tiễn. Các lò phản ứng nhỏ gọn như ST40 có thể mở ra con đường hướng tới năng lượng sạch giá cả phải chăng và có khả năng mở rộng quy mô.

Như nhà nghiên cứu Max Hogg của Tokamak Energy đã nói: "Trong nhiều thập kỷ, chúng ta chỉ thấy phản ứng tổng hợp hạt nhân thông qua dữ liệu. Giờ đây, chúng ta thực sự có thể chứng kiến nó xảy ra."