'Mặt trời nhân tạo' - tương lai của năng lượng sạch

Thiết bị phản ứng tổng hợp hạt nhân có kiểm soát HL-2M Tokamak được xem là “Mặt trời nhân tạo” của Trung Quốc.

Tờ South China Morning Post ngày 4/12 cho biết, Trung Quốc đã đạt được bước tiến mới trong công nghệ phản ứng tổng hợp hạt nhân có kiểm soát (phản ứng nhiệt hạch) sau khi chạy thử thành công cỗ máy phản ứng HL-2M Tokamak thế hệ mới.

Theo Tập đoàn Nguyên tử quốc gia Trung Quốc (CNNC), cỗ máy phản ứng HL-2M Tokamak được đặt ở tỉnh Tứ Xuyên và hoàn tất vào cuối năm 2019. HL-2M Tokamak sử dụng từ trường mạnh để nung chảy plasma và có thể vận hành ở nhiệt độ 150 triệu độ C - nóng gấp 3 lần phiên bản HL-2A trước đây và nóng hơn Mặt trời thật đến 10 lần. Khả năng tạo ra nhiệt độ siêu cao rất quan trọng trong nghiên cứu quá trình nhiệt hạch - sao chép cách Mặt trời tạo ra năng lượng bằng cách dùng khí hydro và deuteri làm nhiên liệu. Lõi Mặt trời chỉ có nhiệt độ khoảng 15 triệu độ C.

Trung Quốc có tham vọng đẩy nhanh phát triển công nghệ nhiệt hạch với kế hoạch xây một lò phản ứng thử nghiệm ngay trong năm 2021, một thiết kế công nghiệp vào năm 2035 và đi vào sử dụng quy mô thương mại vào năm 2050.

Tờ People’s Daily của Trung Quốc viết, “việc phát triển năng lượng tổng hợp hạt nhân không chỉ là một cách giải quyết nhu cầu năng lượng chiến lược của Trung Quốc mà còn có ý nghĩa to lớn với sự phát triển bền vững trong tương lai của năng lượng và kinh tế quốc gia”.

Trong khi các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới sử dụng phản ứng phân hạch uranium, dự án “Mặt trời nhân tạo” tập trung nghiên cứu phản ứng hợp hạch vốn khó thực hiện hơn. Phản ứng hợp hạch giúp phóng thích nguồn năng lượng khổng lồ tương tự như phản ứng của Mặt trời khi các hạt nhân hydro kết hợp lại thành heli.

Dự án này là một phần của dự án Lò phản ứng thử nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER), có trụ sở tại Pháp. ITER là dự án tổng hợp hạt nhân lớn nhất thế giới với giá trị khoảng 24 tỉ USD. Dự án có sự tham gia của 35 quốc gia và dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2025.

ITER đặt mục đích tạo ra năng lượng bằng cách bắt chước quá trình tổng hợp hạt nhân của mặt trời. Phản ứng tổng hợp hạt nhân này nếu thành công có thể cung cấp năng lượng sạch và đáng tin cậy mà không tạo ra khí thải carbon. Phản ứng tổng hợp hạt nhân cũng an toàn vì chỉ cần một lượng nhiên liệu nhỏ và không có khả năng rò rỉ vật lý do nguyên liệu bị tan chảy.

Chưa kể, năng lượng được giải phóng bởi nhiên liệu hạt nhân có kích thước một quả dứa sẽ tương đương năng lượng được giải phóng bằng cách đốt cháy 10.000 tấn than. Chi phí xây dựng và vận hành lò phản ứng tổng hợp hạt nhân cũng tương tự như chi phí xây lò phản ứng phân hạch hạt nhân, nhưng chất thải mà nó tạo ra không đòi hỏi chi phí cao và thời gian dài để xử lý.

Ông Yang Qingwei, kỹ sư trưởng của CNNC, tự tin thành tựu của họ sẽ trở thành trụ cột quan trọng cho dự án ITER, trong đó Trung Quốc cũng là một thành viên cùng với Mỹ, Ấn Độ, Nhật Bản, Nga và Hàn Quốc.