“Mặt trời nhân tạo” của Trung Quốc phá kỷ lục

“Mặt trời nhân tạo” của Trung Quốc đạt cột mốc mới

Lò phản ứng tổng hợp hạt nhân siêu dẫn tiên tiến thử nghiệm Tokamak (EAST) vào ngày 15/1 tại Trung Quốc (Ảnh: VCG).

Trung Quốc vừa đạt được một cột mốc quan trọng trong nỗ lực hướng tới nguồn năng lượng sạch vô hạn, khi lò phản ứng nhiệt hạch tiên tiến của nước này (EAST), còn được gọi là “mặt trời nhân tạo,” đã phá vỡ kỷ lục thế giới về thời gian duy trì plasma siêu nóng ổn định trong 1.066 giây, vượt xa kỷ lục trước đó là 403 giây.

Lò phản ứng EAST được thiết kế như một lò giam giữ từ tính (tokamak), với mục tiêu có thể duy trì plasma “cháy” liên tục trong thời gian dài để tạo ra năng lượng.

Tại đó, plasma, trạng thái thứ 4 của vật chất, đóng vai trò như một hỗn hợp các ion mang năng lượng cao và các electron tự do, được giam giữ bên trong buồng phản ứng hình bánh rán bằng các trường từ cực mạnh.

Trong kỷ lục mới, các nhà khoa học Trung Quốc đã nâng cấp hệ thống gia nhiệt của lò phản ứng, từ đó tăng gấp đôi công suất, cũng như giúp duy trì vòng plasma ổn định trong thời gian dài hơn.

Dù chưa đạt được trạng thái lý tưởng – điểm các phản ứng nhiệt hạch tự duy trì và tạo ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ – song thành tích này vẫn được xem là một bước tiến lớn.

Theo ông Song Yuntao, Giám đốc Viện Vật lý Plasma thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, để các nhà máy nhiệt hạch trong tương lai có thể sản xuất điện liên tục, plasma cần đạt được khả năng tự duy trì trong thời gian kéo dài hàng nghìn giây, và EAST đang tiến gần hơn tới việc hiện thực hóa mục tiêu này.

Ông Song nhấn mạnh, mục tiêu dài hạn của Trung Quốc không chỉ là đạt được các kỷ lục, mà còn mở rộng hợp tác quốc tế để đưa năng lượng nhiệt hạch vào thực tiễn, phục vụ lợi ích nhân loại.

Hiện tại, EAST là một trong số nhiều lò phản ứng nhiệt hạch trên toàn thế giới, nhưng tất cả các lò phản ứng này đều tiêu thụ nhiều năng lượng hơn so với năng lượng chúng tạo ra.

Được biết, Trung Quốc là thành viên trong chương trình Lò phản ứng Nhiệt hạch Thí nghiệm Quốc tế (ITER), dự án hợp tác toàn cầu với sự tham gia của các quốc gia như Mỹ, Anh, Nhật Bản, Hàn Quốc và Nga.

Dự án này đang được xây dựng tại miền Nam nước Pháp, dự kiến sẽ khởi động vào năm 2039. Đây sẽ là công cụ thí nghiệm nhằm tạo ra nhiệt hạch duy trì phục vụ nghiên cứu, đồng thời mở đường cho các nhà máy điện nhiệt hạch thương mại trong tương lai.

Tầm quan trọng của “mặt trời nhân tạo”

Mặt trời nhân tạo sẽ là bước tiến lớn của nhân loại trong việc tạo ra nguồn năng lượng sạch vô hạn (Ảnh minh họa).

Các lò phản ứng nhiệt hạch được gọi là “mặt trời nhân tạo” vì chúng mô phỏng cách mặt trời tạo ra năng lượng, thông qua việc kết hợp 2 nguyên tử nhẹ thành 1 nguyên tử nặng nhờ nhiệt và áp suất cực lớn.

Tuy nhiên, do Trái Đất không thể tái tạo áp suất khổng lồ như trên Mặt Trời, nên các nhà khoa học phải sử dụng nhiệt độ cao hơn nhiều lần so với nhiệt độ tại lõi Mặt Trời để duy trì phản ứng nhiệt hạch.

Công nghệ nhiệt hạch từ lâu đã được kỳ vọng là chìa khóa để giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu.

Nó có khả năng tạo ra nguồn năng lượng gần như vô hạn mà không gây phát thải khí nhà kính, cũng như không tạo ra nhiều chất thải phóng xạ như các nhà máy điện hạt nhân truyền thống.

Tuy nhiên, bất chấp hơn 70 năm nghiên cứu, việc biến nhiệt hạch thành nguồn năng lượng thực tế vẫn còn nhiều thách thức và có thể mất nhiều thập kỷ để hoàn thiện.