Các nhà khoa học tại Đại học British Columbia (UBC) đã đạt được một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch, chứng minh một dạng tổng hợp deuterium-deuterium được tăng cường ở nhiệt độ phòng. Lò phản ứng Thunderbird tự chế tạo của họ đã cho thấy sự gia tăng 15% về tốc độ phản ứng tổng hợp, một phát triển được công bố vào ngày 20 tháng 8 năm 2025, trên tạp chí danh tiếng *Nature*. Bước đột phá này đại diện cho một phương pháp tiếp cận mới đối với năng lượng nhiệt hạch, vượt ra ngoài sự phụ thuộc truyền thống vào nhiệt độ và áp suất cực cao.
Lò phản ứng Thunderbird là một máy gia tốc hạt và lò phản ứng điện hóa tinh vi được thiết kế đặc biệt để nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân. Nhóm nghiên cứu UBC đã sử dụng phương pháp nạp điện hóa để đưa deuterium, một loại nhiên liệu chính cho phản ứng tổng hợp, vào một mục tiêu palladium. Kỹ thuật này tỏ ra hiệu quả hơn đáng kể trong việc tăng tốc độ phản ứng tổng hợp so với các phương pháp trước đây. Giáo sư Curtis P. Berlinguette, người đứng đầu cuộc điều tra, nhấn mạnh hiệu quả đáng kể của quy trình nạp điện hóa của họ, lưu ý rằng chỉ một volt điện đã đạt được mức nạp deuterium tương đương với áp suất 800 atm. Ông ví von điều này như là 'vắt nhiều nhiên liệu hơn vào một miếng bọt biển', làm nổi bật việc cung cấp nhiên liệu tập trung.
Nghiên cứu tiên phong này được xây dựng dựa trên các khám phá liên tục của UBC về các hiện tượng phản ứng tổng hợp, bắt đầu từ năm 2019. Được thúc đẩy bởi việc tìm kiếm các giải pháp năng lượng sạch, nhóm đã xem xét lại lĩnh vực này, dẫn đến một số ấn phẩm được bình duyệt và thúc đẩy các cuộc điều tra tiếp tục. Lò phản ứng Thunderbird tích hợp độc đáo các nguyên tắc phản ứng tổng hợp hạt nhân với khoa học vật liệu và điện hóa, tạo ra một nền tảng linh hoạt để khám phá một cách có hệ thống các kỹ thuật nạp nhiên liệu và vật liệu mục tiêu khác nhau. Cách tiếp cận tích hợp như vậy là rất quan trọng để mở ra các giải pháp năng lượng nhiệt hạch thực tế.
Trong lịch sử, nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân chủ yếu tập trung vào các hệ thống giam giữ từ trường quy mô lớn, đòi hỏi cơ sở hạ tầng khổng lồ và điều kiện vận hành phức tạp. Cách tiếp cận trên bàn thí nghiệm của nhóm UBC cung cấp một con đường thử nghiệm dễ tiếp cận và có thể mở rộng hơn. Mặc dù nghiên cứu này chưa đạt được mức tăng năng lượng ròng, nhưng sự gia tăng có thể tái lập về tốc độ phản ứng tổng hợp là một bước quan trọng. Thành công của thí nghiệm trong việc phát hiện trực tiếp neutron, một dấu hiệu hạt nhân xác định của phản ứng tổng hợp, phân biệt nó với các tuyên bố trước đó, ít được xác minh hơn trong lĩnh vực phản ứng tổng hợp lạnh.
Công trình này không chỉ xác nhận tiềm năng của các phương pháp điện hóa trong khoa học phản ứng tổng hợp mà còn mở ra các con đường để các phòng thí nghiệm nhỏ hơn tham gia vào nghiên cứu phản ứng tổng hợp, có khả năng dân chủ hóa lĩnh vực này. Lợi ích rộng lớn hơn của nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân được tăng cường là rất sâu sắc. Các phản ứng nhiệt hạch, nguồn năng lượng của mặt trời và các vì sao, hứa hẹn một nguồn năng lượng dồi dào, không carbon với chất thải phóng xạ lâu dài tối thiểu so với phân hạch hạt nhân. Những tiến bộ như những gì UBC tiên phong đưa giấc mơ về năng lượng nhiệt hạch bền vững đến gần hơn với thực tế bằng cách khám phá các phương pháp không chính thống nhưng có cơ sở kỹ thuật vững chắc để vượt qua những thách thức lâu đời về năng lượng và vật liệu.