Khắp thế giới, các nhà khoa học đang nỗ lực hoàn thiện các phương pháp kết hợp deuterium và tritium, hai đồng vị nặng của hydro, thông qua phản ứng nhiệt hạch. Nhiên liệu DT này sẽ là trung tâm của lò phản ứng nhiệt hạch quốc tế (ITER) ở miền nam nước Pháp, hứa hẹn sẽ trở thành lò phản ứng hạt nhân tiên tiến nhất thế giới khi đi vào hoạt động vào những năm 2030.
Sức mạnh sản xuất năng lượng từ hai đồng vị này đã được biết đến hơn 80 năm qua. Một trong những lần đầu tiên nhắc đến lợi ích của phản ứng DT chính là từ Emil Konopinski, một nhà khoa học Mỹ có tham gia vào Dự án Manhattan trong Thế chiến II. Ông từng nổi tiếng khẳng định tại một hội nghị vật lý ở Berkeley vào tháng 7 năm 1942 rằng deuterium và tritium sẽ là những thành phần tốt cho một loại bom nhiệt hạch trong tương lai. Nhưng câu hỏi lại đặt ra: Ý tưởng này đến từ đâu?
Đó là câu hỏi mà Mark Chadwick và Mark Paris từ Phòng thí nghiệm Los Alamos đã đặt ra khi họ tìm kiếm nguồn gốc của ý tưởng sử dụng nhiên liệu DT cho các phản ứng nhiệt hạch, nhằm biên soạn một tài liệu về lịch sử sớm của nghiên cứu nhiệt hạch. Sau một thời gian tìm kiếm, họ phát hiện ra một bản ghi âm từ năm 1986 của Konopinski, trong đó ông đề cập đến sự cảm hứng từ các nghiên cứu "trước chiến tranh". Khi lùng sục tài liệu vật lý từ năm 1934 (năm mà tritium được phát hiện) cho đến khi chiến tranh bắt đầu, Paris đã tìm thấy một bài báo năm 1938 của nhà vật lý ít được biết đến Arthur Ruhlig có tên “Tìm kiếm tia gamma từ phản ứng deuteron-deuteron”.
Ruhlig đang nghiên cứu sự tương tác giữa deuterium và deuterons – hạt nhân của các nguyên tử deuterium – và ông đã đề cập đến việc quan sát các proton với năng lượng rất cao, có thể phát sinh từ các neutron phản ứng nhiệt hạch deuterium-tritium thứ cấp. Theo Chadwick và Paris, Ruhlig đã ghi nhận rằng phản ứng DT "phải là một phản ứng cực kỳ có khả năng xảy ra", nhưng bài báo của ông lại nhận được rất ít trích dẫn. Câu chuyện càng thú vị hơn khi họ nhận ra rằng Ruhlig và Konopinski đã cùng học tại Đại học Michigan và thậm chí còn chung thầy giáo George Uhlenbeck, người đã giúp phát hiện ra spin của electron.
Với các bằng chứng xác đáng cho thấy Ruhlig là người đầu tiên nghĩ ra việc kết hợp deuterium và tritium, Chadwick, Paris và một nhóm nhà vật lý từ Đại học Duke quyết định tái hiện lại thí nghiệm của Ruhlig để hiểu rõ hơn về những hiểu biết và vai trò của ông trong lịch sử nghiên cứu nhiệt hạch. "Việc tái hiện thí nghiệm của ông giúp chúng tôi giải thích công trình của ông và hiểu rõ hơn về vai trò của ông, cũng như những kết luận chính xác mà ông đã đưa ra", Chadwick cho biết trong một thông cáo báo chí. "Con đường vật lý nhiên liệu hạt nhân đã chứng minh những hệ quả sâu sắc từ cái nhìn thông minh của Arthur Ruhlig."
Nhóm đã sử dụng máy gia tốc Tandem tại Đại học Duke để tái hiện từng bước thí nghiệm ban đầu của Ruhlig, và công bố kết quả trong tạp chí Physical Review C hồi tuần trước. Họ đã tìm thấy các phản ứng DT thứ cấp như mong đợi, và mặc dù tỷ lệ của những phản ứng này nhỏ hơn so với ước tính ban đầu của Ruhlig, thí nghiệm này vẫn cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thấy các thử nghiệm ban đầu của Ruhlig có thể đánh dấu sự khởi đầu của cuộc điều tra về sự kết hợp deuterium-tritium.
"Dù cho tỷ lệ phản ứng nhiệt hạch của Ruhlig có không nhất quán so với hiểu biết hiện đại, việc tái tạo của chúng tôi không để lại nghi ngờ rằng ông ít nhất là hoàn toàn đúng khi nói rằng phản ứng DT là 'cực kỳ có khả năng xảy ra'", Chadwick nhấn mạnh trong thông cáo. "Tôi nghĩ rằng chúng tôi đều tự hào khi nâng cao tên tuổi của Arthur Ruhlig lên trong lịch sử như một người đóng góp quan trọng cho những nghiên cứu sống còn hiện nay."
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/energy/a65212099/fusion-history-ruhlig/
Sức mạnh sản xuất năng lượng từ hai đồng vị này đã được biết đến hơn 80 năm qua. Một trong những lần đầu tiên nhắc đến lợi ích của phản ứng DT chính là từ Emil Konopinski, một nhà khoa học Mỹ có tham gia vào Dự án Manhattan trong Thế chiến II. Ông từng nổi tiếng khẳng định tại một hội nghị vật lý ở Berkeley vào tháng 7 năm 1942 rằng deuterium và tritium sẽ là những thành phần tốt cho một loại bom nhiệt hạch trong tương lai. Nhưng câu hỏi lại đặt ra: Ý tưởng này đến từ đâu?
Đó là câu hỏi mà Mark Chadwick và Mark Paris từ Phòng thí nghiệm Los Alamos đã đặt ra khi họ tìm kiếm nguồn gốc của ý tưởng sử dụng nhiên liệu DT cho các phản ứng nhiệt hạch, nhằm biên soạn một tài liệu về lịch sử sớm của nghiên cứu nhiệt hạch. Sau một thời gian tìm kiếm, họ phát hiện ra một bản ghi âm từ năm 1986 của Konopinski, trong đó ông đề cập đến sự cảm hứng từ các nghiên cứu "trước chiến tranh". Khi lùng sục tài liệu vật lý từ năm 1934 (năm mà tritium được phát hiện) cho đến khi chiến tranh bắt đầu, Paris đã tìm thấy một bài báo năm 1938 của nhà vật lý ít được biết đến Arthur Ruhlig có tên “Tìm kiếm tia gamma từ phản ứng deuteron-deuteron”.
Ruhlig đang nghiên cứu sự tương tác giữa deuterium và deuterons – hạt nhân của các nguyên tử deuterium – và ông đã đề cập đến việc quan sát các proton với năng lượng rất cao, có thể phát sinh từ các neutron phản ứng nhiệt hạch deuterium-tritium thứ cấp. Theo Chadwick và Paris, Ruhlig đã ghi nhận rằng phản ứng DT "phải là một phản ứng cực kỳ có khả năng xảy ra", nhưng bài báo của ông lại nhận được rất ít trích dẫn. Câu chuyện càng thú vị hơn khi họ nhận ra rằng Ruhlig và Konopinski đã cùng học tại Đại học Michigan và thậm chí còn chung thầy giáo George Uhlenbeck, người đã giúp phát hiện ra spin của electron.
Với các bằng chứng xác đáng cho thấy Ruhlig là người đầu tiên nghĩ ra việc kết hợp deuterium và tritium, Chadwick, Paris và một nhóm nhà vật lý từ Đại học Duke quyết định tái hiện lại thí nghiệm của Ruhlig để hiểu rõ hơn về những hiểu biết và vai trò của ông trong lịch sử nghiên cứu nhiệt hạch. "Việc tái hiện thí nghiệm của ông giúp chúng tôi giải thích công trình của ông và hiểu rõ hơn về vai trò của ông, cũng như những kết luận chính xác mà ông đã đưa ra", Chadwick cho biết trong một thông cáo báo chí. "Con đường vật lý nhiên liệu hạt nhân đã chứng minh những hệ quả sâu sắc từ cái nhìn thông minh của Arthur Ruhlig."
Nhóm đã sử dụng máy gia tốc Tandem tại Đại học Duke để tái hiện từng bước thí nghiệm ban đầu của Ruhlig, và công bố kết quả trong tạp chí Physical Review C hồi tuần trước. Họ đã tìm thấy các phản ứng DT thứ cấp như mong đợi, và mặc dù tỷ lệ của những phản ứng này nhỏ hơn so với ước tính ban đầu của Ruhlig, thí nghiệm này vẫn cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thấy các thử nghiệm ban đầu của Ruhlig có thể đánh dấu sự khởi đầu của cuộc điều tra về sự kết hợp deuterium-tritium.
"Dù cho tỷ lệ phản ứng nhiệt hạch của Ruhlig có không nhất quán so với hiểu biết hiện đại, việc tái tạo của chúng tôi không để lại nghi ngờ rằng ông ít nhất là hoàn toàn đúng khi nói rằng phản ứng DT là 'cực kỳ có khả năng xảy ra'", Chadwick nhấn mạnh trong thông cáo. "Tôi nghĩ rằng chúng tôi đều tự hào khi nâng cao tên tuổi của Arthur Ruhlig lên trong lịch sử như một người đóng góp quan trọng cho những nghiên cứu sống còn hiện nay."
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/energy/a65212099/fusion-history-ruhlig/
