Công ty Open Star Technologies của Canada vừa thông báo về lần đầu tiên thực hiện thành công việc nâng nam châm siêu dẫn bằng từ trường trong nguyên mẫu thiết bị hợp hạch lưỡng cực. Khối nam châm nặng khoảng 100 kg đã được nhấc bổng và giữ ổn định bên trong buồng chân không mà không cần bất kỳ giá đỡ cơ học nào, một sự kiện đã được xác nhận qua video và dữ liệu từ hệ thống cảm biến.
Đây mới chỉ là một thử nghiệm biểu diễn trong phòng thí nghiệm, đánh dấu giai đoạn sơ khai nhất trong tiến trình phát triển từ mô hình thực nghiệm đến hệ thống năng lượng thực tế. Các nỗ lực nâng từ tính trước đây trên các thiết bị tương tự, chẳng hạn như dự án LDX tại MIT, đòi hỏi lượng năng lượng rất lớn để duy trì từ trường. Trong dự án này, đội ngũ nghiên cứu đã sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao cùng hệ thống ổn định chủ động, giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 30% so với các công nghệ tiền nhiệm.
Khoảng cách từ kết quả hiện tại đến một lò phản ứng nhiệt hạch thực tế vẫn còn tồn tại rất nhiều thách thức chưa được giải quyết. Cụ thể, cần phải duy trì được trạng thái plasma ổn định ở mức nhiệt trên 10 keV, đảm bảo khả năng tản nhiệt cho các vách ngăn và đạt được hệ số năng lượng Q lớn hơn 1. Việc mở rộng quy mô lên kích thước công nghiệp sẽ đòi hỏi lời giải cho bài toán về sự mỏi của vật liệu cũng như chi phí đắt đỏ cho các thiết bị làm lạnh cực sâu.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên việc tạo ra một lưỡng cực từ tương tự như từ trường của Trái Đất. Plasma được giam giữ trong một bẫy từ trường, nơi các đường sức từ tạo thành những vòng lặp khép kín, giúp giảm thiểu tối đa việc thất thoát các hạt vào thành buồng chứa. Việc nâng nam châm bằng từ trường giúp loại bỏ hoàn toàn các giá đỡ cơ học, vốn là yếu tố có thể làm xáo trộn tính đối xứng của từ trường và gây ra các hiện tượng mất ổn định.
Thành tựu này giúp thúc đẩy khái niệm hợp hạch lưỡng cực tiến xa hơn, nhưng không làm thay đổi các cột mốc thời gian thực tế để đưa vào ứng dụng thương mại. Theo ước tính của các chuyên gia, sẽ cần ít nhất mười năm nữa mới có thể trình diễn khả năng tạo ra năng lượng thuần, với điều kiện nguồn tài chính được duy trì ổn định. Đối với ngành năng lượng, kết quả này khẳng định tính khả thi của một trong những hướng tiếp cận thay thế cho phương pháp giam giữ bằng từ trường, tuy nhiên nó vẫn chưa thể xóa nhòa khoảng cách giữa những thành công trong phòng thí nghiệm và việc phát điện thương mại.
Các thử nghiệm trong tương lai sẽ cho thấy liệu mô hình thiết kế này có đủ sức cạnh tranh về mặt kinh tế với các lò phản ứng kiểu Tokamak truyền thống hay không.
