Nhiệt hạch từ lâu đã được đánh giá tốt là nguồn năng lượng sạch gần như vô tận, một giải pháp xử lý mang tính bước ngoặt cho cuộc khủng hoảng khí hậu. Nhưng đến nay, các chuyên gia chỉ có thể tạo ra và duy trì năng lượng nhiệt hạch trong thời gian rất ngắn khi chưa giải quyết được nhiều trở ngại, bao gồm sự thiếu ổn định trong một quá trình phản ứng với độ phức tạp cao.
Có một số cách để đạt được năng lượng nhiệt hạch, nhưng cách phổ biến nhất liên quan đến việc sử dụng các biến thể hydro như nhiên liệu đầu vào và tăng nhiệt độ lên mức cực cao trong thiết bị chuyên dụng mang tên Tokamak, để tạo ra plasma - một trạng thái vật chất lỏng.
Nhưng plasma cần được kiểm soát, rất dễ bị ảnh hưởng và thoát khỏi các trường điện từ mạnh mẽ của thiết bị giữ plasma.
Vào thứ Tư, các nhà nghiên cứu từ Đại học Princeton và Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton đã đăng tải báo cáo trên tạp chí Nature rằng họ đã tìm ra cách sử dụng AI để dự báo những bất ổn tiềm ẩn và xử lý tức thời.
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm của họ tại Cơ sở Nhiệt hạch Quốc gia DIII-D ở San Diego và phát hiện ra rằng bộ điều khiển AI của họ có thể dự báo nguy cơ "rách" plasma tiềm ẩn trước 300 mili giây để can thiệp và duy trì phản ứng. Nếu không can thiệp kịp thời, quá trình phản ứng sẽ kết thúc ngay lập tức.
"Các thí nghiệm cung cấp nền tảng để sử dụng AI nhằm giải quyết những vấn đề bất ổn plasma, vốn từ lâu đã cản trở việc tạo ra năng lượng nhiệt hạch," một người phát ngôn của Princeton cho biết.
Những phát hiện này "chắc chắn" là một bước tiến mới cho nỗ lực phát triển năng lượng nhiệt hạch hạt nhân, Egemen Kolemen, giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại Đại học Princeton và là tác giả của nghiên cứu cho biết.
"Đây là một trong những rào cản lớn và bạn muốn mọi lò phản ứng có thể hoạt động 24/7 trong nhiều năm mà không gặp vấn đề gì," Kolemen nói với CNN. "Những sự cố gián đoạn và bất ổn sẽ là vấn đề lớn, vì vậy việc phát triển các giải pháp thông qua AI sẽ tăng thêm niềm tin rằng chúng ta có thể vận hành các lò phản ứng mà không gặp bất kỳ sự cố nào."
Năng lượng nhiệt hạch là quá trình tạo ra nguồn năng lượng vô tận cho cho mặt trời và các ngôi sao khác trên vũ trụ, điều mà các chuyên gia đã dành nhiều thập kỷ để nghiên cứu nhằm có thể ứng dụng trên Trái đất. Phản ứng này có thể đạt được khi hai nguyên tử thường đẩy nhau bị buộc phải hợp nhất với nhau. Nó ngược lại với phân hạch hạt nhân - loại được sử dụng rộng rãi ngày nay - dựa trên việc tách các nguyên tử.
Các nhà khoa học và kỹ sư gần thành phố Oxford của Anh vào đầu tháng này đã lập kỷ lục trong phát triển năng lượng nhiệt hạch hạt nhân, khi có thể duy trì 69 megajoule năng lượng nhiệt hạch (tương đương hơn 19.000 kilowatt) trong 5 giây, chỉ sử dụng 0,2 miligam nhiên liệu. Số lượng này đủ để cung cấp năng lượng cho khoảng 12.000 hộ gia đình trong cùng khoảng thời gian.
Nhưng thí nghiệm đó vẫn sử dụng nhiều năng lượng đầu vào hơn năng lượng tạo ra. Một nhóm khác ở California đã tạo ra được nguồn năng lượng nhiệt hạch "ròng" vào tháng 12 năm 2022, trong một quá trình gọi là "đánh lửa." Họ đã lặp lại quá trình đánh lửa ba lần kể từ đó.
Bất chấp những tiến bộ đầy triển vọng, năng lượng nhiệt hạch vẫn còn cách xa triển vọng đưa vào sử dụng thương mại, hướng đến việc khắc phục vấn nạn khủng hoảng khí hậu về lâu dài.
