Các nhà nghiên cứu tại Đại học British Columbia (UBC) đã phát triển một phương pháp đột phá nhằm tăng cường tỷ lệ phản ứng nhiệt hạch hạt nhân deuterium-deuterium. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật điện hóa để nạp deuterium vào vật liệu palladium, mang đến một giải pháp thay thế dễ tiếp cận hơn so với các kỹ thuật nhiệt hạch nhiệt độ cao truyền thống.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị gia tốc hạt và lò phản ứng điện hóa tùy chỉnh, có kích thước để bàn, được gọi là Lò phản ứng Thunderbird. Thiết bị này bao gồm một bộ đẩy plasma, một buồng chân không và một tế bào điện hóa. Sự kết hợp này cho phép nạp deuterium vào vật liệu palladium thông qua cấy ion plasma và nạp điện hóa. Bằng cách áp dụng dòng điện một volt, các nhà nghiên cứu đã đạt được mật độ nạp deuterium tương đương với mật độ được tạo ra dưới áp suất 800 atm.
Phương pháp điện hóa này đã dẫn đến sự gia tăng trung bình 15% tỷ lệ phản ứng nhiệt hạch deuterium-deuterium so với việc chỉ nạp vật liệu bằng trường plasma. Mặc dù thí nghiệm không đạt được mức năng lượng ròng, nhưng nó đánh dấu lần đầu tiên chứng minh phản ứng nhiệt hạch hạt nhân deuterium-deuterium bằng các kỹ thuật này. Giáo sư Curtis P. Berlinguette, tác giả tương ứng, cho biết: "Chúng tôi hy vọng công trình này sẽ giúp đưa khoa học nhiệt hạch ra khỏi các phòng thí nghiệm quốc gia khổng lồ và đặt lên bàn thí nghiệm".
Nghiên cứu này được xây dựng dựa trên các nỗ lực trước đây nhằm xem xét lại phản ứng nhiệt hạch lạnh, bao gồm cả bài báo năm 2019 trên tạp chí Nature nêu bật các lĩnh vực cần điều tra thêm. Thiết kế của Lò phản ứng Thunderbird và kỹ thuật nạp điện hóa được xem là những bước tiến đầy hứa hẹn để làm cho nghiên cứu nhiệt hạch dễ tiếp cận hơn và thúc đẩy sự phát triển năng lượng nhiệt hạch bền vững. So với các hệ thống nhiệt hạch bằng từ trường giam giữ quy mô lớn, đòi hỏi cơ sở hạ tầng khổng lồ và bảo trì phức tạp, phương pháp của UBC mang đến một cách tiếp cận khác biệt.
Việc chuyển đổi nghiên cứu nhiệt hạch từ các cơ sở tập trung, quy mô lớn sang các thiết bị để bàn có thể dân chủ hóa việc thử nghiệm nhiệt hạch, thúc đẩy sự đổi mới và cho phép các nhóm nghiên cứu trên toàn thế giới tiếp cận dễ dàng hơn với các công cụ điều tra nhiệt hạch. Sự kết hợp giữa vật lý plasma và điện hóa trong Lò phản ứng Thunderbird cho phép các nhà nghiên cứu điều chỉnh một cách có hệ thống các thông số thí nghiệm, bao gồm nạp nhiên liệu, thành phần vật liệu và môi trường phản ứng, cho phép điều tra có mục tiêu về các biến quan trọng ảnh hưởng đến tỷ lệ phản ứng nhiệt hạch.