Tháng 3/2010, trong một thông báo trên tạp chí Science Express, các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu quốc gia Lawrence Livermore đã thông báo những kết quả khả quan về hoạt động của hệ thống kích hoạt quốc gia - NIF (National Ignition Facility) cho phản ứng nhiệt hạch.

 

Các nhà khoa học đã đo được nhiệt độ khoảng 3 triệu độ K tại buồng phản ứng. Sóng điện từ từ chùm laser sẽ đưa áp suất buồng chứa nhiên liệu lên khoảng 100 tỉ lần áp suất trái đất. Áp suất cực lớn này sẽ nâng  nhiệt độ bên trong nhiên liệu hydro nặng lên khoảng 100 triệu độ K tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra dễ dàng.

Theo tính toán, năng lượng tỏa ra khi đốt 1mg nhiên liệu hydro nặng tương đương với năng lượng tỏa ra của một thùng dầu hỏa. Hydro nặng có rất nhiều trong nước biển nên đây là một nguồn nhiên liệu vô tận.

192 chùm laser hội tụ tại buồng chứa nhiên liệu tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra. Khi tất cả các máy laser này được hội tụ, nó sẽ cung cấp khoảng 2 triệu joules năng lượng tử ngoại tại điểm hội tụ trong buồng phản ứng. Năng lượng này sẽ tạo ra môi trường đặc biệt kích hoạt phản ứng nhiệt hạch (Ảnh: Lawrence Livermore National Laboratory)

 

Trong nửa thế kỷ qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu để có thể điều khiển được phản ứng nhiệt hạch trong điều kiện phòng thí nghiệm. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng tổng hợp hạt nhân nguyên tử nhẹ thành hạt nhân nguyên tử nặng hơn đồng thời tỏa ra rất nhiều năng lượng. Phản ứng nhiệt hạch được biết đến nhiều trong lõi của các vì sao như mặt trời của chúng ta.

NIF đã bắt đầu hoạt động năm 2010, mơ ước “tạo ra mặt trời nhỏ” trên trái đất của các nhà khoa học và của nhân loại trong nửa thế kỷ qua sẽ trở thành hiện thực trong thời gian sắp tới.

Hệ thống kích hoạt phản ứng nhiệt hạch bao gồm 192 máy phát xung laser khổng lồ, được xây dựng  với kinh phí 3,5 tỉ đôla.  NIF sẽ cung cấp năng lượng lớn hơn ít nhất 60 lần năng lượng của hệ thống laser lớn nhất từng có.

Khi tất cả các máy laser này được hội tụ (xem hình minh họa), nó sẽ cung cấp khoảng 2 triệu joules năng lượng tử ngoại tại điểm hội tụ trong buồng phản ứng. Năng lượng này sẽ tạo ra môi trường đặc biệt kích hoạt phản ứng nhiệt hạch.

Đây là môi trường chỉ tồn tại trong lõi của các vì sao, hành tinh cực lớn và trong các vụ nổ vũ khí hạt nhân (phản ứng phân rã hạt nhân siêu nặng thành hạt nhân nhẹ hơn, đồng thời tỏa ra lượng nhiệt khổng lồ nhưng it hơn so với phản ứng nhiệt hạch).

Khi phản ứng nhiệt hạch xảy ra, nó sẽ giải phóng một lượng