Trung Quốc tạo ra ‘mặt trời nhân tạo’ nóng gấp 10 lần mặt trời thật

Tờ Bưu Điện Hoa Nam Buổi Sáng đưa tin, Trung Quốc đã đạt được một bước tiến nữa trong nỗ lực tìm kiếm năng lượng sạch. Cụ thể, hôm 4/12, nước này thành công đưa vào vận hành “mặt trời nhân tạo” mới, có thể hoạt động ở nhiệt độ nóng gấp 10 lần mặt trời thật.

Theo Tổng công ty Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC), lò HL-2M Tokamak có thể hoạt động ở nhiệt độ 150 triệu độ C, nóng hơn gần 3 lần so với phiên bản trước đó có tên là HL-2A. Khả năng tạo ra nhiệt độ siêu cao như vậy là điều cần thiết cho việc nghiên cứu quá trình nhiệt hạch, tái tạo. Đây là cách mặt trời tạo ra năng lượng bằng cách sử dụng khí hydro và đơteri làm nhiên liệu. Tuy nhiên, mặt trời thực tế chỉ hoạt động ở nhiệt độ 15 triệu độ C.

Bộ máy HL-2M có thể hoạt động ở nhiệt độ 150 triệu độ C.Ảnh: Weibo

Phía Trung Quốc tuyên bố, lò HL-2M sẽ trở thành “một trụ cột quan trọng” đối với "Siêu dự án" lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER), trong đó Trung Quốc là thành viên cùng với Mỹ, Ấn Độ, Nhật Bản, Nga và Hàn Quốc. Dự án ITER trị giá khoảng 24 tỷ USD, có 35 quốc gia tham gia và dự kiến hoàn thành vào 2025. Đây là dự án nhằm tạo ra một lò phản ứng thử nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER), đang được xây dựng ở miền Nam nước Pháp, cũng được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ lên tới 150 triệu độ C.

Được lắp ráp từ 1 triệu linh kiện kích cỡ lớn và khoảng 10 triệu linh kiện nhỏ, lò ITER có đường kính và chiều cao khoảng 30,5 m. Với trọng lượng 25.000 tấn, đây cũng là lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới, có thể tạo ra dòng plasma nóng tới 150 triệu độ C.

Hiểu một cách đơn giản, các lò phản ứng như HL-2M Tokamak và ITER hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt hạch, khi hai hạt nhân nhẹ của hydro là deuterium và tritium được kết hợp để tạo thành một hạt nhân heli nặng hơn và giải phóng năng lượng.Đây cũng chính là quá trình chính tạo nên sức mạnh của những ngôi sao như mặt trời.

Theo chuyên gia Jonathan Menard, hiện đang làm việc tại Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton, mục tiêu xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch có thể so sánh với việc "tạo ra một mặt trời nhân tạo trên trái đất và cắm dây điện vào nó để sử dụng”.

Thiết bị tổng hợp hạt nhân HL-2M của Trung Quốc được trưng bày tại một phòng thí nghiệm nghiên cứu ở Thành Đô, tỉnh Tứ Xuyên. Ảnh: AFP

Mặc dù vậy, để phản ứng nhiệt hạch xảy ra cần mức nhiệt độ rất cao, lên tới 120 triệu độ C trở lên. Ở mức nhiệt độ này, mọi vật chất đều tồn tại trong trạng thái plasma.Đây cũng chính là mục tiêu xây dựng cơ bản của các lò phản ứng như ITER và HL-2M Tokamak, nhằm tạo ra hỗn hợp plasma với nhiệt độ lên tới 150 triệu độ C.

Để tạo ra nhiệt độ siêu nóng này, các lò phản ứng sử dụng khí hydro và deuterium (làm nhiên liệu để mô phỏng phản ứng tổng hợp hạt nhân) bằng cách bơm chúng vào buồng từ trường hình xuyến kiểu Tokamak, vốn lắp đặt các nam châm điện có khả năng tạo ra từ trường gấp 100.000 lần từ trường của Trái Đất.

Cuối cùng, nhiên liệu trong buồng Tokamak được nung nóng tới trên 150 triệu độ C, hình thành dòng plasma cực nóng. Bản thân dòng plasma cực nóng này sẽ xoáy thành một vòng tròn, được "giam giữ" và định hình bởi lớp từ trường cực mạnh. Cấu trúc từ trường này giữ các phần nóng nhất của plasma cách xa thành Tokamak, tạo ra hiệu ứng cách nhiệt cho phép lò đạt được nhiệt độ rất cao.

Nhân viên kỹ thuật kiểm tra thiết bị tổng hợp hạt nhân HL-2M của Trung Quốc tại một phòng thí nghiệm nghiên cứu ở Thành Đô, tỉnh Tứ Xuyên.Ảnh: AFP

Dương Khánh Vỹ, Kỹ sư trưởng của Viện Khoa học Nhiệt hạch của CNNC, trả lời với Tân Hoa Xã, rằng lò HL-2M có thể giữ lượng plasma từ tính lên đến 10 giây. "HL-2M là mặt trời nhân tạo lớn nhất của Trung Quốc với các thông số tốt nhất", Từ Mẫn, Giám đốc Viện, cũng đưa ra tuyên bố.

Lò phản ứng mới cũng có thể tích chứa plasma gấp 3 lần và cường độ dòng plasma gấp 6 lần so với HL-2A. Điều đó sẽ cải thiện đáng kể việc nghiên cứu và phát triển công nghệ máy phát điện nhiệt hạch ở Trung Quốc, theo một tuyên bố của CNNC, cơ quan giám sát dự án .

Trung Quốc đặt mục tiêu phát triển công nghệ nhiệt hạch và họ có kế hoạch xây dựng một lò phản ứng thử nghiệm vào đầu năm sau, chế tạo một nguyên mẫu công nghiệp vào năm 2035 và đưa vào sử dụng thương mại trên quy mô lớn vào năm 2050.