Tưởng tượng có một quả bóng bay, chỉ cần một điểm chịu nhiều lực nén hơn, nó sẽ rất dễ vỡ. Điều tương tự cũng xảy ra với plasma. Nếu không được nén đồng đều, nó sẽ sụp đổ. Để thành công, các pit-tông phải gõ vào đe chính xác cùng một thời điểm. Laberge nhận ra chỉ có thể làm được điều này nhờ sự trợ giúp của máy tính hiện đại.
Sau khi bán hết cổ phiếu ở công ty cũ, Laberge dành vài năm tiếp theo nghiên cứu và cuối cùng đã xây dựng được một nguyên mẫu nhỏ - một chiếc máy hình dáng kỳ cục, có thể tạo ra vài neutron, hiện vẫn được trưng bày trong khu lễ tân của General Fusion.
Hiện công ty có khoảng 65 nhân viên và chiếm hai tòa nhà trong khu văn phòng gần Burnaby Lake. Nguyên mẫu lò phản ứng là một quả cầu gai, đường kính khoảng 4 mét, trông giống một quả mìn khổng lồ.
Gần đó là những "khẩu pháo tàu vũ trụ", có nhiệm vụ đưa plasma vào trong quả cầu. Dây điện nhô ra từ tất cả mọi thứ, truyền hàng tệp dữ liệu tới các máy tính đặt trên một gác xép ở trên để phân tích.
Laberge cho biết công ty đã điều chỉnh thiết kế của lò phản ứng vô số lần trong vài năm qua, nhằm mục đích giữ cho plasma ở nhiệt độ đủ cao trong một thời gian đủ dài cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
"Plasma có rất nhiều cách điên rồ để thoát nhiệt, và chúng tôi cũng đã hiểu về nó nhiều hơn so với trước đây", Laberge nói. "Tuy nhiên, dù có nhiều tiến bộ, nhiệt độ plasma vẫn là thách thức lớn nhất của General Fusion".
"Kiểm soát tất cả những quá trình vật lý có thể xảy ra làm nguội plasma, đó là tên của trò chơi nhiệt hạch".
"Vấn đề quan trọng mà General Fusion phả đối mặt, đó là sự rò rỉ nhiệt", nhà vật lý Kenneth Fowler, người viết cuốn sách Fusion Quest về phản ứng nhiệt hạch và làm việc trong ban cố vấn của General Fusion, đồng ý với Laberge. Nhưng ông cũng cho rằng đây là rào cản cuối cùng.
"Tôi nghĩ họ đã làm đủ hết mọi công việc trong tất cả các vấn đề liên quan. Nếu họ vượt qua được chính xác nơi họ đang đứng, họ sẽ có cơ hội tốt để bước tiếp trên con đường của họ".
Tuy nhiên, một số chuyên gia khác có quan điểm thận trọng hơn.
"Siêu nén" – tên gọi quá trình mà General Fusion cố gắng đạt được với plasma – "là rất, rất khó kiểm soát", Michael Zarnstorff, phó giám đốc nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton được chính phủ Mỹ tài trợ cho biết. "Đó sẽ là một vấn đề dài lâu, khó khăn cho General Fusion".
Sự thành công của General Fusion không chỉ phụ thuộc vào việc có giữ nhiệt được cho plasma, mà còn ở khả năng thu hút được đầu tư. Có thời gian đủ dài và ngân sách đủ lớn, khả năng thành công lên đến 90%, theo Laberge. Nhưng sự kiên nhẫn của các nhà đầu tư mạo hiểm rất hạn chế.
"Cuối cùng, họ sẽ chán nản", ông nói.
Tri Alpha
Cách trụ sở General Fusion 2.000 km về phía nam, bạn có thể sẽ tìm thấy một công ty khác nghiên cứu về phản ứng nhiệt hạch. Tri Alpha Energy, trụ sở tại quận Cam, California, Mỹ đã bí mật tồn tại suốt 18 năm, không có địa chỉ công cộng, không thông tin liên lạc, không có cả website. Những tiến bộ đạt được chủ yếu công bố trên các tạp chí khoa học.
Nhưng sự kín tiếng này không đánh mất sự chú ý tới công ty từ các nhà đầu tư. Những người ủng hộ nó bao gồm Paul Allen, đồng sáng lập Micosoft, công ty liên doanh có vốn của gia đình Rockefeller, Venrock và chi nhánh đầu tư công nghệ nano của chính phủ Nga, Rusnano.
Tuy nhiên để giữ bí mật, công ty của Allen, Vulcan Inc không liệt kê Tri Alpha trong danh mục đầu tư của mình, và một phát ngôn viên của Vulcan đã từ chối yêu cầu phỏng vấn về công ty nghiên cứu nhiệt hạch.
Trong những tháng gần đây, Tri Alpha đã cởi mở hơn. Ngoài việc thiết kế một trang web, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu công khai nói về công việc của họ, và truyền thông đã được mời đến thăm cơ sở của công ty.
Vào tháng 8/2015, họ đã tuyên bố có một bước đột phá trong việc duy trì một quả cầu khí siêu nóng cần thiết cho phản ứng xảy ra. Tri Alpha đã đặt cược vào một thiết kế lò phản ứng gọi là "cấu hình trường đảo ngược", giống với thiết kế của Iter hơn là General Fusion.
Nó sử dụng phương pháp giam giữ bằng từ trường và nhiệt chứ không phải nén để kích hoạt phản ứng tổng hợp, và nó tạo ra năng lượng liên tục chứ không gián đoạn theo các vụ nổ.
 |
|
Giam giữ plasma trong lò phản ứng của Tri Alpha đủ lâu để phản ứng xảy ra là phần khó nhất. Ảnh: SPL |
Lợi thế của phương pháp này là đơn giản hơn, nhưng từ góc độ vật lý thì nó lại ít phát triển hơn. Zarnstorff, người đã đến thăm trụ sở Tri Alpha, cho biết công ty vẫn đang phải giải quyết vấn đề nhiệt độ plasma và thời gian giam giữ đủ lâu cho phản ứng xảy ra.
Để làm cho vấn đề thêm phức tạp, Tri Alpha đang hướng tới sử dụng nhiên liệu tạo thành từ các đồng vị boron-11 và một proton hơn là sự pha trộn deuterium-tritium cơ bản. Nhiên liệu này sẽ tạo ra ít phóng xạ hơn deuterium-tritium, nhưng sẽ đòi hỏi nhiệt độ cao hơn nhiều, và các chuyên gia nghi ngờ về tính khả thi của nó.
"Điều đó thật vô cùng khó khăn, tôi không ai đó sẽ có thể làm được", Fowler nói.
Giống như các công ty tư nhân về phản ứng tổng hợp khác, Tri Alpha cũng sử dụng các tiếp cận kỹ thuật trước, vật lý sau, theo Zarnstorff.
"Họ gần như nói rằng, nếu đơn giản hóa nó theo những cách này, có thể sẽ thành công?" Fowler nói. "Chúng tôi đánh giá dựa trên những gì chúng tôi nghĩ là dễ và khó làm, nhưng thực tế là, chưa ai thành công".
"Đặc biệt là không thành công khi không thể tạo ra một cái gì đó hấp dẫn về thương mại. Vì vậy cần phải có một chút nhẫn nại, và đáng khích lệ thực sự cho những người cố gắng vượt qua chỉ để nghiên cứu khoa học cơ bản".
Mặc dù phải đối mặt với nhiều rào cản, Tri Alpha đã gây tiếng vang lớn trong việc thu hút đầu tư. Maurice Gunderson, một nhà cựu đầu tư năng lượng mạo hiểm đã có một kế hoạch kinh doanh cho công ty từ khi nó còn non trẻ. Mặc dù ông cảm thấy nhiệt hạch sẽ là cả một quá trình dài hơi, nhưng vẫn cho rằng cách làm của Tri Alpha là đáng tin cậy. Ông cũng cảm thấy tương tự với General Fusion trong những ngày đầu.
"Tôi nghĩ họ rất thú vị, những người thông minh nhất mà tôi từng gặp", Gunderson nói. "Nếu bạn làm việc trong lĩnh vực đầu tư mạo hiểm, bạn sẽ thấy hàng nghìn kế hoạch kinh doanh với vài cái trong đó thực sự quái gở. Nhưng những cái này thì không".
Tuy nhiên, vấn đề với các công ty như Tri Alpha và General Fusion là thời gian. Nếu một công ty không có đủ khả năng kiếm lại được tiền cho những nhà đầu tư trong một khoảng thời gian xác định, đó không phải là một mô hình đầu tư mạo hiểm thích hợp.
"Nếu chúng ta nhìn thấy hướng chữa ung thư, kết thúc chiến tranh, ngăn chặn nạn đói và kiếm ra nhiều tiền nhưng mất tới 11 năm thì sẽ không ai làm cả", Gunderson nhận xét.
Nhiệt hạch đang rơi vào trường hợp này. Một vài công ty đầu tư mạo hiểm đặt cược vào các dự án nghiên cứu nhiệt hạch, như Venrock đầu tư vào Tri Alpha, nhưng nói chung, đây không được xem như các thương vụ thông minh.
Gunderson ca ngợi Allen và Bezos là những "nhà đầu tư dũng cảm".
"Những người đã dũng cảm đặt cược một phần tài sản của họ, và tôi thực sự tôn trọng họ vì điều đó", ông nói.
Tuy nhiên với nhiệt hạch, tiền tỉ và các dự án kinh doanh thành công có thể vẫn không đủ để vượt qua các chướng ngại vật.
"Đây đều là những người thành công phi thường. Hãy nhìn thành công của Amazon. Nhưng nhiệt hạch khó hơn Amazon 1.000 đến 10.000 lần", Gunderson nói.
Dù sao thì việc các công ty tư nhân chịu đầu tư vào nhiệt hạch cho thấy lĩnh vực này cũng có hứa hẹn phát triển. Điều này có nghĩa là công nghệ này đã tiến gần tới thành công thực tế.
"Đó là dấu hiệu cho thấy chúng ta đã ở rất gần", Zarnstorff nói.
Đây đồng thời cũng là dấu hiệu về yêu cầu một loại năng lượng không ô nhiễm, dồi dào đang ngày một lớn khi các mối đe dọa do biến đổi khí hậu ngày càng trở nên rõ rệt.
Trở lại trụ sở General Fusion, Laberge cho biết một trong những nguyên nhân thúc đẩy ông nghiên cứu là do lo ngại về tình trạng ấm lên toàn cầu. "Đã bắt đầu có một chút báo động", ông nhận xét.
Một thắc mắc là liệu năng lượng nhiệt hạch có thể được nghiên cứu thành công kịp lúc để cứu tuyết trên các đỉnh núi khỏi tan và các hòn đảo khỏi ô nhiễm và nước biển dâng. Trong cuộc đua này, các siêu dự án của chính phủ có thể là những niềm hy vọng lớn nhất, nhưng các ông trùm công nghệ cũng là những con ngựa ô cần thiết.
Xem thêm: Lò nhiệt hạch có từ trường mạnh gấp 100.000 lần Trái Đất
Nguyễn Thành Minh