Startup Mỹ hé lộ công nghệ “giả kim thuật” hiện đại: Biến thủy ngân thành vàng bằng lò phản ứng nhiệt hạch

Marathon Fusion – một startup có trụ sở tại California – vừa đưa ra một ý tưởng táo bạo: sử dụng lò phản ứng nhiệt hạch để biến thủy ngân thành vàng. Cơ sở của ý tưởng này là “chuyển hóa nguyên tố” (transmutation) – quá trình biến đổi một nguyên tố thành nguyên tố khác. Đây vốn là giấc mơ được theo đuổi hàng thế kỷ, nhưng chưa từng đạt được ở quy mô thực tiễn.

Công nghệ của Marathon Fusion dựa trên phản ứng nhiệt hạch deuterium–tritium, loại phản ứng tạo ra neutron năng lượng cực cao (~14 triệu electron volt). Thông thường, các neutron này được dùng để tái tạo nhiên liệu tritium, giữ cho phản ứng nhiệt hạch tiếp tục. Nhưng theo công ty, chúng có thể được “tận dụng kép”: khi bắn vào đồng vị thủy ngân-198, các neutron này sẽ kích hoạt phản ứng (n, 2n), biến Hg-198 thành Hg-197. Chỉ trong vài ngày, Hg-197 sẽ tự phân rã thành Au-197 – chính là vàng ổn định mà chúng ta vẫn biết.

Điều đặc biệt là quá trình này có thể tích hợp ngay trong “lớp vỏ” (blanket) bao quanh plasma của lò phản ứng. Vỏ này vốn có nhiệm vụ thu giữ neutron để sinh nhiệt, nên việc bổ sung thêm cơ chế chuyển hóa không cản trở quá trình sản xuất điện. Ngược lại, phản ứng (n, 2n) còn nhân lên số neutron, vừa đáp ứng yêu cầu tái tạo nhiên liệu, vừa cho ra vàng.

Theo mô phỏng neutronics trong bài nghiên cứu, một lò phản ứng tokamak có thể sản xuất khoảng 2 tấn vàng mỗi năm cho mỗi GW nhiệt. Marathon Fusion thậm chí ước tính cao hơn: tới 5.000 kg vàng/năm cho mỗi GW điện (tương đương khoảng 2,5 GW nhiệt). Con số này có nghĩa là một nhà máy nhiệt hạch có thể mang lại giá trị gấp đôi – vừa bán điện, vừa “đúc vàng”.

Ngoài vàng, công ty còn kỳ vọng công nghệ này có thể tạo ra những vật liệu quý hiếm khác như palladium, đồng vị y tế, hay thành phần cho pin hạt nhân.

Tuy nhiên, con đường hiện thực hóa vẫn đầy rào cản. Lò phản ứng nhiệt hạch thương mại vẫn chưa tồn tại. Các nhà khoa học còn phải giải quyết hàng loạt bài toán hóc búa: duy trì plasma ổn định, tìm vật liệu chịu được môi trường khắc nghiệt trong lõi lò, và thiết kế hệ thống thu hồi năng lượng đáng tin cậy. Thêm vào đó, lượng vàng tạo ra ban đầu sẽ nhiễm phóng xạ và cần xử lý an toàn trước khi lưu hành.

Nói cách khác, ý tưởng này dựa trên nền tảng vật lý vững chắc, nhưng vẫn chỉ nằm trên lý thuyết chừng nào nhiệt hạch thương mại còn chưa thành hiện thực. Với tình hình hiện nay, “giả kim thuật hiện đại” vẫn là một viễn cảnh hấp dẫn, nhưng chưa thể biến thành vàng thật trên thị trường.