Hãng chế tạo máy bay, vũ khí và công nghệ quốc phòng Lockheed Martin vừa tuyên bố sẽ khởi động dự án nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân (phản ứng hợp hạch, phản ứng nhiệt hạch) tại xưởng thiết kế Skunk Works của hãng. Mục tiêu cuối cùng của dự án là phát triển thiết bị thực hiện phản ứng nhiệt hạch có kích thước nhỏ gọn (CFR), giá rẻ, an toàn, sạch, dễ kiểm soát, hiệu quả và mạnh mẽ hơn so với kỹ thuật phản ứng hiện nay.

Theo lý thuyết, hợp hạch là quá trình 2 hạt nhân năng lượng cao hợp lại với nhau, tạo thành một hạt nhân mới nặng hơn. Quá trình này sẽ giải phóng ra một lượng năng lượng cực lớn với điều kiện các nguyên tử ban đầu có nguyên tử khối nhẹ hơn sắt. Đây chính là cách mà Mặt Trời tạo ra nguồn ánh sáng và nhiệt khổng lồ cho Thái Dương hệ. Tại đó, các hạt nhân Hidro mang năng lượng cao sẽ liên tục va đập vào nhau và liên tục tạo ra các nguyên tử Heli.

Hợp hạch là quá trình đối lập với phân hạch (phản ứng phân rã nguyên tử), chia cắt hạt nhân nguyên tử thành hai hoặc nhiều hạt nhân nhỏ hơn nhằm giải phóng năng lượng lớn dưới dạng tia gamma và động năng của các hạt giải phóng ra. Phản ứng phân hạch đã được sử dụng trên những quả bom nguyên tử trong thế chiến thứ 2 do Hoa Kỳ chế tạo và thả xuống Nhật Bản. Tuy nhiên, áp dụng phản ứng nhiệt hạch để chế tạo vũ khí là việc làm hết sức khó khăn. Do đó, từ trước tới nay các nhà khoa học nguyên tử luôn kêu gọi cộng đồng khoa học cùng nhau nghiên cứu nguồn năng lượng nhiệt hạch. Và giờ đây, hãng chế tạo máy bay, vũ khí và công nghệ quốc phòng đã tham gia.

​Hầu hết các lò phản ứng nhiệt hạch hiện tại đều sử dụng sử dụng tokamak, một thiết bị tạo từ trường hình xuyến để giữ plasma siêu nóng nhằm tạo điều kiện xảy ra phản ứng. Đây là thiết bị được Liên Xô cũ chế tạo hồi những năm 1950 và được cho là triển vọng nhất trong số các thiết bị tạo từ trường trong phản ứng nhiệt hạch. Tuy nhiên, vấn đề nan giải nhất chính là lượng năng lượng cần thiết để thực hiện phản ứng hầu như chỉ bằng với lượng năng lượng tạo ra sau phản ứng.

Tuy nhiên, Lockheed tuyên bố hãng đã tìm ra cách giải quyết vấn đề bằng cách sử dụng cỗ máy CFR, một thiết bị thực hiện phản ứng nhiệt hạch có kích cỡ bằng động cơ phản lực. Với thiết bị này, họ tuyên bố sẽ giữ plasma lâu hơn và tạo ra nguồn năng lượng lớn gấp 10 lần so với tokamak, gấp 3 đến 4 lần so với năng lượng từ phản ứng phân hạch. Đồng thời, phương pháp mới cũng không làm tan chảy lõi lò nên hiện tượng rò rỉ phóng xạ cũng giảm đi đáng kể.

​Cho tới hiện tại, chưa có nguyên mẫu ban đầu nào được chế tạo và thử nghiệm thành công. Các công trình nghiên cứu nhiệt hạch trước đây thường đi vào bế tắc mặc dù tiêu tốn hàng triệu đô la từ các nhà đầu tư. Đáng chú ý nhất là phương pháp “tổng hợp lạnh” được thực hiện vào năm 1989 bởi Martin Fleischmann và Stanley Pons tại Đại học Utah. Bấy giờ, nhóm tuyên bố đã tổng hợp hạt nhân thành công ngay trong nhiệt độ phòng bằng thiết bị đơn giản. Tuy nhiên, chưa có ai tái thực hiện thành công thử nghiệm của họ và công trình nghiên cứu cũng chìm vào dĩ vãng.

Các nhà vật lý học thường nói đùa rằng có nhiều người đã tuyên bố “trong 10 năm nữa sẽ phản ứng nhiệt hạch sẽ được thực hiện thành công và phổ biến rộng rãi!”. Và từ những năm 1970 đến nay, đã 40 năm trôi qua, 4 cái “10 năm tới” nhưng đó vẫn còn là giấc mơ. Vậy còn bao nhiêu cái “10 năm tới nữa” thì “con ngựa bất kham” này mới được thuần hóa? Lockheed tuyên bố rằng thiết bị mới của hãng sẽ lần đầu tiên thực hiện thành công phản ứng trong vòng 10 năm tới và mẫu thử nghiệm sẽ ra mắt sau 5 năm nữa. Hãy cùng chờ nhé.

Theo Tinh tế
Tham khảo Aviationweek, Lockheedmartin​