Công ty khởi nghiệp Zap Energy có trụ sở tại Everett, Washington đang phát triển thiết bị Z-pinch để sản xuất điện nhiệt hạch cho lưới điện .
Theo Ben Levitt, phó chủ tịch Zap Energy , thiết bị Z-pinch của họ có tên là FuZE (Thí nghiệm Z-pinch nhiệt hạt nhân) . Đây là một ống dài có thiết kế đơn giản hơn so với một số thiết bị của đối thủ như công nghệ nhiệt hạch xoắn ốc của Helion, theo Business Insider . Levitt giải thích : “Z-pinch là thiết kế đầu tiên được nghiên cứu để điều khiển plasma nhằm đạt được các điều kiện nhiệt hạch. Đây cũng là cấu hình đầu tiên mà bất kỳ sinh viên tốt nghiệp nào cũng phải học vì nó đơn giản nhất” .
Mô phỏng thiết bị Z-pinch của Zap Energy. (Ảnh: Zap Energy).
Để hệ thống hoạt động, khí được bơm vào máy. Một vụ nổ điện biến khí thành plasma. Điện cực sau đó tạo ra lực từ kẹp giữ plasma. Plasma là một trạng thái vật chất tồn tại trên các ngôi sao. Để xảy ra phản ứng nhiệt hạch, trong đó hạt nhân nguyên tử hợp nhất và giải phóng lượng năng lượng khổng lồ, plasma cần phải nóng và đậm đặc trong thời gian đủ dài. Vấn đề chính là sự mất ổn định của plasma có thể cản trở các điều kiện nhiệt hạch.
Để tránh vấn đề đó, các nhà nghiên cứu đã từ bỏ thiết bị Z-pinch vào thế kỷ 20 và chuyển sang sử dụng các loại lò phản ứng khác như tokamak. Nhưng vào những năm 1990, Uri Shumlak, giám đốc khoa học và người sáng lập Zap Energy, bắt đầu xem xét lại thiết bị Z-pinch. Ông lập luận rằng việc kiểm soát plasma chảy thành nhiều lớp với tốc độ khác nhau có thể loại bỏ sự mất ổn định, cho phép plasma được duy trì ở điều kiện thích hợp để các phản ứng nhiệt hạch xảy ra và thu được năng lượng ròng. Lượng thu được sau phản ứng lớn hơn lượng tiêu hao).
Theo Levitt, Zap Energy hiện có thể chạy máy khoảng 100 lần mỗi ngày, cho phép các nhà nghiên cứu thử nghiệm các cấu hình khác nhau của thiết bị Z-pinch. Bên cạnh máy Z-pinch trong kho của công ty là dãy dây lớn được bao quanh bởi hàng rào mắt xích. Chúng cung cấp năng lượng để tạo ra plasma. Một xung điện có thể tạo ra plasma kéo dài khoảng 100 micro giây.
Để sản xuất điện, Zap Energy có kế hoạch sử dụng tritium , có giá khoảng 30.000 USD/gram vào năm 2022. Mặc dù không thể kiểm soát chi phí tritium nhưng Zap Energy có thể tiết kiệm ở các lĩnh vực khác. Ví dụ, phương pháp của họ hạn chế và kiểm soát plasma bằng từ trường tự chế. Điều đó có nghĩa là thiết bị không dựa vào nam châm siêu dẫn đắt tiền như lò phản ứng mới ở Nhật Bản với chi phí chế tạo lên tới 600 triệu USD.
Hiện tại, Zap Energy đang phát triển hệ thống điện của riêng mình để sạc, lưu trữ và cung cấp năng lượng cần thiết. Các thiết bị này có thể được đặt xung quanh thiết bị Z-pinch trong 6 – 8 hộp cỡ lớn bằng container vận chuyển. Cột mốc đầu tiên mà công ty hướng tới là đạt được sự cân bằng năng lượng, sau đó sản xuất ra năng lượng từ phản ứng nhiệt hạch gấp 10-20 lần năng lượng tiêu thụ.
- Kính viễn vọng “săn người ngoài hành tinh” bắt được 35 tín hiệu lạ
- Đặc điểm kỳ lạ của giống chó già “nhăn nheo” quý hiếm trên thế giới
- Klein Bottle: Tại sao nước trên Trái đất không thể lấp đầy thiết bị không gian đa chiều kỳ diệu này?
