Các nhà nghiên cứu vừa đạt được cột mốc quan trọng trong hành trình theo đuổi nguồn năng lượng sạch, vô hạn. Ngày 22/5/2025, tại cơ sở Wendelstein 7-X ở Đức, các nhà khoa học lập kỷ lục thế giới về khả năng duy trì plasma cấp độ nhiệt hạch ở hiệu suất cao trong thời gian dài.

Sự tiến bộ này rất quan trọng vì duy trì trạng thái plasma nóng, đặc, đủ lâu chính là chìa khóa để tạo ra năng lượng nhiệt hạch khả thi.

Năng lượng nhiệt hạch mô phỏng quá trình cung cấp năng lượng cho các ngôi sao. Để tạo ra năng lượng này trên Trái đất, các nhà nghiên cứu phải làm nóng các nguyên tử hydro đến hàng chục triệu độ C, biến chúng thành trạng thái plasma.

Plasma này phải được giới hạn đủ lâu để các nguyên tử va chạm và hợp nhất, giải phóng năng lượng. Plasma được giữ cố định và cung cấp nhiên liệu càng hiệu quả thì các nhà khoa học càng tiến gần hơn đến việc xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch hoạt động thực tế.

Wendelstein 7-X là một stellarator, loại thiết bị nhiệt hạch sử dụng từ trường xoắn để giới hạn plasma trong một khoang hình bánh rán. Lò stellarator khác với lò tokamak được nghiên cứu rộng rãi hơn, sử dụng thiết kế từ tính đơn giản hơn.

Mặc dù lò tokamak giữ kỷ lục về hiệu suất nhiệt hạch cao nhất, nhưng chúng chỉ làm được điều đó trong thời gian ngắn. Giờ đây, Wendelstein 7-X vượt qua chúng ở lĩnh vực quan trọng. Trong thành tựu mới nhất, nhóm quốc tế duy trì trạng thái plasma hiệu suất cao trong 43 giây.

Điều này phá vỡ các kỷ lục về thời gian dài trước đây do các lò tokamak nắm giữ như JT60U của Nhật Bản và JET của châu Âu. Cả hai máy móc này, hiện đã ngừng hoạt động, chỉ đạt được kết quả cao nhất trong các lần phóng điện ngắn.

Thí nghiệm lập kỷ lục là kết quả của sự hợp tác sâu rộng. Các nhóm châu Âu cung cấp mô phỏng, chẩn đoán và hình ảnh cực nhanh. Phòng thí nghiệm vật lý Plasma Princeton đóng góp các phép đo nhiệt độ ion quan trọng. Hệ thống gia nhiệt bằng vi sóng được đồng phát triển bởi Viện công nghệ Karlsruhe và Đại học Stuttgart.

Wendelstein 7-X còn tạo ra chuẩn mực năng lượng mới: 1,8 gigajoule trong 360 giây và đạt được áp suất plasma 3% so với áp suất từ tính trên toàn bộ thể tích plasma. Các kết quả này cho thấy lò phản ứng stellarator có thể đáp ứng hoặc vượt quá nhu cầu của nhà máy điện trong tương lai.

Kỷ lục mới là thành tựu to lớn của nhóm nghiên cứu quốc tế. Nó chứng minh một cách ấn tượng tiềm năng của Wendelstein 7-X, trên con đường hướng tới lò stellarator có khả năng biến phản ứng nhiệt hạch thành hiện thực, để có thể hoạt động ổn định trong nhà máy điện.