Trong một bước tiến công nghệ mang tính đột phá, các nhà khoa học Hàn Quốc đã bất ngờ tìm ra cách nâng cao hiệu suất và độ ổn định của lò phản ứng nhiệt hạch bằng cách ứng dụng một công nghệ vốn dĩ được phát triển cho ngành công nghiệp giải trí: Thuật toán phát hiện va chạm trong trò chơi điện tử.
Đây là công trình của các chuyên gia tại Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan (UNIST), nơi đang đi đầu trong các nỗ lực phát triển nguồn năng lượng sạch từ phản ứng nhiệt hạch – Một lĩnh vực được mệnh danh là “chén thánh” của tương lai năng lượng toàn cầu.
Trong lĩnh vực phát triển game, các thuật toán phát hiện va chạm được sử dụng để tái hiện những tương tác vật lý như chuyển động, va đập, nổ tung, hay rơi vỡ một cách chân thực giữa các đối tượng trong môi trường 3D. Điều mà ít ai ngờ tới là chính những thuật toán này lại có thể hỗ trợ đắc lực cho một trong những thách thức lớn nhất của khoa học hiện đại: kiểm soát luồng plasma siêu nóng trong các lò phản ứng nhiệt hạch.
Plasma – Trạng thái vật chất thứ tư – Là yếu tố cốt lõi trong phản ứng hợp hạch. Khi hoạt động, các hạt plasma mang năng lượng cao di chuyển với tốc độ cực lớn, và nếu va chạm vào thành lò, chúng có thể làm hỏng thiết bị và khiến quá trình phản ứng trở nên mất ổn định. Trước đây, việc mô phỏng các đường đi và điểm va chạm tiềm tàng của các hạt plasma này là một bài toán tính toán phức tạp và tốn thời gian. Tuy nhiên, bằng cách chuyển đổi các thuật toán từ thế giới game sang môi trường vật lý thực, các nhà nghiên cứu tại UNIST đã tăng tốc độ mô phỏng lên đến 15 lần so với phương pháp truyền thống.
Điểm nổi bật nhất trong nghiên cứu này là khả năng mô phỏng chính xác và nhanh chóng các tương tác trong môi trường nhiệt hạch, giúp hệ thống kịp thời dự đoán và điều chỉnh trước khi sự cố xảy ra. Điều này không chỉ cải thiện độ an toàn của lò phản ứng, mà còn mở ra khả năng vận hành liên tục và hiệu quả hơn – Một trong những điều kiện tiên quyết để thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch.
Việc tận dụng công nghệ game cũng cho phép tiết kiệm đáng kể chi phí tính toán và thời gian phát triển mô hình, đồng thời mang lại tính linh hoạt trong việc mô phỏng các kịch bản phức tạp vốn rất khó xử lý bằng các công cụ vật lý truyền thống.
Không giống như các lò phản ứng hạt nhân phân hạch hiện nay – Vốn tạo ra chất thải phóng xạ nguy hiểm và tiềm ẩn nhiều rủi ro – nhiệt hạch sử dụng nguyên liệu sạch như hydro (đặc biệt là đồng vị deuterium và tritium), không phát sinh khí thải nhà kính, và có thể tạo ra nguồn năng lượng dồi dào mà không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết như năng lượng gió hay mặt trời.
Tuy nhiên, rào cản lớn nhất suốt nhiều thập kỷ qua là làm thế nào để giữ cho quá trình hợp hạch diễn ra một cách ổn định, an toàn và liên tục. Những tiến bộ như nghiên cứu của UNIST đang cho thấy giải pháp đầy hứa hẹn để biến giấc mơ đó thành hiện thực.
Việc kết hợp công nghệ từ ngành công nghiệp trò chơi với khoa học vật lý hạt nhân là một ví dụ điển hình cho thấy sức mạnh của tư duy liên ngành. Trong tương lai không xa, những lò phản ứng nhiệt hạch hoạt động ổn định có thể sẽ không chỉ là kết quả của các công trình nghiên cứu khoa học thuần túy, mà còn là thành quả của sự sáng tạo không giới hạn từ nhiều lĩnh vực tưởng chừng không liên quan.
