Énergie fusion : le NIF pulvérise son record avec 8,6 mégajoules, une avancée historique
Le National Ignition Facility (NIF) aux États-Unis a réalisé une percée majeure dans la fusion nucléaire contrôlée, produisant des rendements énergétiques records de 5,2 et 8,6 mégajoules. Ces résultats marquent une étape cruciale vers la maîtrise de cette énergie propre et quasi illimitée, bien que des défis techniques subsistent avant une application commerciale.
Situé au Lawrence Livermore National Laboratory (Californie), le NIF a progressivement augmenté sa production énergétique depuis son premier succès historique en décembre 2022. À l'époque, l'installation avait généré 3,15 mégajoules - dépassant pour la première fois l'énergie laser injectée.
La technique utilisée, la fusion par confinement inertiel, implique un processus complexe. Une microbille de combustible (deutérium-tritium) est placée dans un cylindre doré appelé hohlraum. 192 lasers ultra-puissants vaporisent ce cylindre, générant des rayons X qui compriment le combustible jusqu'à déclencher la fusion nucléaire.
Le 5 décembre 2022 restera une date clé. Après des années d'essais, les scientifiques ont atteint le "breakeven" : 3,15 mégajoules produits pour 2,05 mégajoules injectés. Ce succès a été validé par des experts indépendants et annoncé publiquement le 13 décembre.
Depuis, le NIF n'a cessé d'améliorer ses performances : 3,88 mégajoules en juillet 2023, puis des rendements stables autour de 2-3 mégajoules en octobre. Ces résultats répétés confirment la viabilité du concept.
Cependant, l'énergie produite reste insuffisante pour alimenter le système laser du NIF (300 mégajoules par tir), sans parler d'un réseau électrique. L'objectif actuel n'est pas commercial, mais scientifique : prouver la faisabilité de la fusion contrôlée.
Ces avancées servent également le programme Stockpile Stewardship, qui maintient la dissuasion nucléaire américaine sans essais souterrains. Le chemin vers l'énergie de fusion pratique reste long, mais chaque record franchi rapproche l'humanité de ce graal énergétique.
Le hohlraum, élément clé du dispositif, transforme l'énergie laser en rayons X qui compriment le combustible. Son design optimisé contribue directement aux performances accrues du NIF. Chaque composant de ce système complexe fait l'objet d'améliorations constantes.
Alors que la communauté scientifique mondiale suit ces développements avec intérêt, le NIF continue de repousser les limites. Ses récents résultats à 8,6 mégajoules ouvrent de nouvelles perspectives pour cette technologie prometteuse, même si son application à l'échelle industrielle demandera encore des années de recherche.
Đột phá nhiệt hạch: Phòng thí nghiệm Mỹ lập kỷ lục mới với 8,6 megajoule, mở ra kỷ nguyên năng lượng sạch
Cơ sở National Ignition Facility (NIF) tại Mỹ vừa đạt bước tiến vượt bậc trong nghiên cứu nhiệt hạch, tạo ra năng lượng kỷ lục 8,6 megajoule - bứt phá xa mốc 3,15 megajoule từng gây chấn động năm 2022. Thành tựu này củng cố niềm tin về khả năng kiểm soát phản ứng tổng hợp hạt nhân, dù con đường ứng dụng thực tế vẫn còn dài phía trước.
Thông tin độc quyền từ TechCrunch tiết lộ NIF thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (Bộ Năng lượng Mỹ) đã liên tiếp phá vỡ kỷ lục năng lượng trong các thí nghiệm gần đây. Sau thành công đầu tiên đạt năng lượng thuần dương năm 2022, cơ sở này tiếp tục đẩy giới hạn của nhiệt hạch kiểm soát với mức 5,2 rồi 8,6 megajoule.
Mốc 8,6 megajoule đánh dấu bước nhảy vọt so với thí nghiệm lịch sử tháng 12/2022, khi lần đầu tiên phản ứng tạo ra 3,15 megajoule - vượt mức năng lượng cung cấp cho viên nhiên liệu. Đây là thành tựu cộng đồng khoa học theo đuổi hàng thập kỷ, chứng minh khả năng duy trì phản ứng nhiệt hạch tự sinh trong môi trường phòng thí nghiệm.
Dù vậy, năng lượng tạo ra vẫn chưa đủ để bù đắp 300 megajoule cần thiết vận hành hệ thống laser, chưa nói đến cung cấp điện lưới. Các thí nghiệm hiện tập trung chứng minh tính khả thi thay vì sản xuất năng lượng thương mại, mở đường cho nghiên cứu ứng dụng trong tương lai.
NIF sử dụng kỹ thuật giam giữ quán tính: bắn 192 tia laser công suất cao vào buồng vàng chứa viên nhiên liệu deuterium-tritium bọc kim cương. Xung laser tạo ra tia X nén viên nhiên liệu đến mức các hạt nhân hợp nhất, giải phóng năng lượng khổng lồ.
Hành trình này chứng kiến cả thành công lẫn thất bại. Rạng sáng 5/12/2022, các nhà khoa học tại phòng điều khiển NIF nín thở chờ kết quả thí nghiệm được chuẩn bị kỹ lưỡng. Sau loạt trì hoãn để bảo trì và nâng cấp, hệ thống laser bắn ra 2,05 megajoule năng lượng tia cực tím - và tạo ra 3,15 megajoule từ phản ứng nhiệt hạch tự duy trì.
Thành công được xác nhận bởi các chuyên gia độc lập và công bố ngày 13/12/2022, đánh dấu bước ngoặt cho nghiên cứu nhiệt hạch. Nó không chỉ gấp đôi kỷ lục trước đó của NIF mà còn chứng minh tiềm năng ứng dụng trong Chương trình Quản lý Kho vũ khí Hạt nhân Quốc gia.
Năm 2023 tiếp tục chứng kiến chuỗi thành tựu ấn tượng: ngày 30/7 đạt 3,88 megajoule, tháng 10 ghi nhận hai lần đánh lửa nhiệt hạch thành công với 2,4 và 3,4 megajoule. Những kết quả ổn định ở mức megajoule củng cố niềm tin về nguồn năng lượng sạch, an toàn và gần như vô tận từ nhiệt hạch.
Dù thách thức kỹ thuật và kinh tế vẫn còn đó, những bước tiến tại NIF đang biến giấc mơ kiểm soát phản ứng nhiệt hạch - vốn từng bị coi là viển vông - trở thành hiện thực trong tầm với. Sự kiên trì suốt hàng thập kỷ của các nhà nghiên cứu cuối cùng cũng được đền đáp xứng đáng.
