Vào ngày 5 tháng XNUMX, các nhà khoa học tại Cơ sở Đánh lửa Quốc gia đã đạt được bước đột phá trong phản ứng tổng hợp hạt nhân bằng cách tạo ra phản ứng thu được năng lượng. Nó có thể là một bước tiến tới một thế giới trong tương lai xa, nơi nhiệt hạch là nguồn sức mạnh.

Tháng trước, ngôi sao gần Trái đất nhất là ở California. Trong một phòng thí nghiệm, lần đầu tiên, các tia laze lớn nhất thế giới đã buộc các nguyên tử hydro hợp nhất với nhau trong cùng một loại phản ứng tạo ra năng lượng đốt cháy mặt trời. Nó kéo dài chưa đầy một phần tỷ giây. Tuy nhiên, sau sáu thập kỷ vất vả và thất bại, Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore đã chứng minh rằng điều đó có thể thực hiện được. Nếu một ngày nào đó nhiệt hạch trở thành năng lượng thương mại, nó sẽ là vô tận và không có carbon. Nói cách khác, nó sẽ thay đổi vận mệnh con người. Như bạn sẽ thấy, còn rất nhiều việc phải làm. Nhưng sau bước đột phá vào tháng XNUMX, chúng tôi được mời tham quan phòng thí nghiệm và gặp gỡ nhóm đã mang năng lượng của các ngôi sao xuống Trái đất.

Sự hợp nhất không kiểm soát rất dễ dàng – được làm chủ từ rất lâu trước đây, các bộ phim chỉ có màu đen và trắng. Phản ứng tổng hợp là những gì một quả bom hydro thực hiện, giải phóng năng lượng bằng cách buộc các nguyên tử hydro hợp nhất với nhau. Điều không thể là khai thác ngọn lửa của Ha-ma-ghê-đôn thành một thứ gì đó hữu ích.

Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ giúp duy trì vũ khí hạt nhân và các thí nghiệm về vật lý năng lượng cao. Cách San Francisco một giờ về phía đông, chúng tôi gặp giám đốc của Livermore, Kim Budil, tại phòng thí nghiệm đã làm nên lịch sử, Cơ sở Đánh lửa Quốc gia.

Kim Budil: Cơ sở đánh lửa quốc gia là tia laser lớn nhất, năng lượng nhất thế giới. Nó được xây dựng bắt đầu từ những năm 1990, nhằm tạo ra các điều kiện trong phòng thí nghiệm mà trước đây chỉ có thể tiếp cận được với những vật thể khắc nghiệt nhất trong vũ trụ, như trung tâm của các hành tinh khổng lồ, mặt trời hoặc vận hành vũ khí hạt nhân. Và mục tiêu là thực sự có thể nghiên cứu loại điều kiện mật độ cao, năng lượng rất cao đó một cách chi tiết.

Cơ sở đánh lửa quốc gia, hay NIF, được xây dựng với giá 3.5 tỷ đô la để đốt cháy phản ứng tổng hợp tự duy trì. Họ đã thử gần 200 lần trong 13 năm. Nhưng giống như một chiếc ô tô có bình điện yếu, 'động cơ' nguyên tử sẽ không bao giờ quay.

Scott Pelley: NIF đã vẽ một số biệt danh.

Kim Budil: Đúng vậy. Trong nhiều năm là “Cơ sở không đánh lửa”, “Cơ sở không bao giờ đánh lửa”. Gần đây hơn là “Cơ sở gần đánh lửa.” Vì vậy, sự kiện gần đây này đã thực sự đưa Ignition vào NIF.

Đánh lửa có nghĩa là đốt cháy một phản ứng nhiệt hạch tạo ra nhiều năng lượng hơn năng lượng mà các tia laze đưa vào.

Kim Budil: Vì vậy, nếu bạn có thể làm cho nó đủ nóng, đủ đậm đặc, đủ nhanh và giữ chúng lại với nhau đủ lâu, các phản ứng nhiệt hạch bắt đầu tự duy trì. Và đó thực sự là những gì đã xảy ra ở đây vào ngày 5 tháng XNUMX.

Tháng trước, tia laze bắn ra từ phòng điều khiển này đã đưa hai đơn vị năng lượng vào thí nghiệm, các nguyên tử bắt đầu hợp nhất và khoảng ba đơn vị năng lượng thoát ra. Tammy Ma, người đứng đầu các sáng kiến ​​nghiên cứu về nhiệt hạch laze của phòng thí nghiệm, đã nhận được cuộc gọi khi đang chờ máy bay.

Tammy Ma: Và tôi đã bật khóc. Đó chỉ là những giọt nước mắt hạnh phúc. Và tôi thực sự bắt đầu run rẩy và– và nhảy cẫng lên, bạn biết đấy, ở cổng trước khi mọi người lên máy bay. Mọi người đều giống như, "Người phụ nữ điên đó đang làm gì vậy?"

Tammy Ma phát cuồng vì kỹ thuật.

Cô ấy đã cho chúng tôi thấy lý do tại sao vấn đề nhiệt hạch lại khiến bất kỳ ai rơi nước mắt. Đầu tiên, có năng lượng cần thiết được cung cấp bởi tia laser trong những ống này dài hơn một sân bóng đá.

Scott Pelley: Và có tất cả bao nhiêu?

Tammy Ma: tổng cộng 192 tia laser.

Scott Pelley: Mỗi tia laser này là một trong những tia laser mạnh nhất trên thế giới và bạn có 192 tia laser.

Tammy Ma: Điều đó khá tuyệt phải không?

Chà, thực sự khá nóng, hàng triệu độ, đó là lý do tại sao họ sử dụng chìa khóa để khóa tia laze.

Các chùm tia tấn công với sức mạnh lớn hơn 1,000 lần so với toàn bộ lưới điện quốc gia. Đèn của bạn không tắt ở nhà khi chúng chụp vì các tụ điện lưu trữ điện. Trong các ống này, các chùm tia laze khuếch đại bằng cách chạy tới chạy lui và chớp sáng chỉ là một phần nhỏ của giây.

Tammy Ma: Chúng ta phải đạt được những điều kiện tuyệt vời này; nóng hơn, đặc hơn trung tâm của mặt trời và vì vậy chúng ta cần tất cả năng lượng laze đó để đạt được mật độ năng lượng rất cao này.

Tất cả những bức tường đó làm bốc hơi một mục tiêu gần như quá nhỏ để nhìn thấy.

Scott Pelley: Tôi cầm cái này được không?

Michael Stadermann: Chắc chắn rồi

Scott Pelley: Không thể tin được. Hoàn toàn tuyệt vời.

Nhóm của Michael Stadermann chế tạo các vỏ mục tiêu rỗng được nạp hydro ở nhiệt độ âm 430 độ.

Michael Stadermann: Độ chính xác mà chúng tôi cần để chế tạo những quả đạn này là cực cao. Các vỏ gần như tròn hoàn hảo. Chúng có độ nhám tốt hơn gương gấp trăm lần.

Nếu nó không mịn hơn một tấm gương, thì sự không hoàn hảo sẽ làm cho sự bùng nổ của các nguyên tử không đồng đều, gây ra hiện tượng nhiệt hạch.

Scott Pelley: Vì vậy, những thứ này cần phải gần hoàn hảo nhất có thể đối với con người.

Michael Stadermann: Đúng vậy. Đúng vậy, và chúng tôi nghĩ rằng chúng là một trong những vật phẩm hoàn hảo nhất mà chúng ta có trên Trái đất.

Phòng thí nghiệm của Stadermann theo đuổi sự hoàn hảo bằng cách làm bay hơi carbon và tạo thành lớp vỏ kim cương. Họ chế tạo 1,500 chiếc mỗi năm để tạo ra 150 chiếc gần như hoàn hảo.

Michael Stadermann: Tất cả các thành phần được tập hợp lại với nhau dưới kính hiển vi. Và sau đó, người lắp ráp sử dụng các giai đoạn cơ điện để đặt các bộ phận vào đúng vị trí của chúng– di chuyển chúng lại với nhau, sau đó chúng tôi bôi keo bằng cách sử dụng một sợi tóc.

Scott Pelley: Một sợi tóc?

Michael Stadermann: Vâng. Thông thường một cái gì đó giống như lông mi hoặc tương tự, hoặc râu mèo.

Scott Pelley: Bạn bôi keo bằng râu mèo?

Michael Stadermann: Đúng vậy.

Scott Pelley: Tại sao nó phải quá nhỏ?

Michael Stadermann: Tia laser chỉ cung cấp cho chúng ta một lượng năng lượng hữu hạn và để vận hành một viên nang lớn hơn, chúng ta sẽ cần nhiều năng lượng hơn. Vì vậy, đó là một hạn chế của cơ sở mà bạn đã thấy đó là rất lớn. Và mặc dù có kích thước lớn, đây là những gì chúng ta có thể lái với nó.

Scott Pelley: Mục tiêu có thể lớn hơn, nhưng sau đó tia laser sẽ phải lớn hơn.

Michael Stadermann: Đúng vậy.

Vào ngày 5 tháng XNUMX, họ sử dụng một mục tiêu dày hơn để nó giữ được hình dạng lâu hơn và họ đã tìm ra cách tăng sức mạnh của tia laze mà không làm hỏng các tia laze.

Tammy Ma: Đây là một ví dụ về mục tiêu trước khi bắn…

Tammy Ma cho chúng tôi xem một cụm mục tiêu còn nguyên vẹn. Vỏ kim cương mà bạn đã thấy nằm bên trong hình trụ màu bạc đó.

Tổ hợp này đi vào một buồng chân không màu xanh, cao ba tầng. Thật khó để nhìn thấy ở đây bởi vì nó đầy tia laser và dụng cụ.

Nhạc cụ này họ gọi là Dante bởi vì, họ nói với chúng tôi, nó đo lửa địa ngục. Một nhà vật lý nói: “Bạn sẽ thấy mục tiêu mà chúng tôi đã cho nổ vào ngày 5 tháng XNUMX.”

Điều đó khiến chúng tôi hỏi, "Chúng ta có thể không?"

Scott Pelley: Bạn đã thấy điều này trước đây chưa?

Tammy Ma: Đây là lần đầu tiên tôi nhìn thấy nó.

Đọc thêm tại Nguồn: Bên trong bước đột phá tổng hợp hạt nhân có thể là bước tiến tới năng lượng sạch không giới hạn trong tương lai xa - CBS News