'Mặt Trời nhân tạo' của Trung Quốc, nóng gấp 10 lần Mặt trời thật bắt đầu hoạt động

Trung Quốc mới đây đã bắt đầu chạy thử dự án lò phản ứng nhiệt hạch HL-2M nhằm tìm kiếm nguồn năng lượng mới. HL-2M hoạt động dựa trên nguyên lý giống như phần lõi của Mặt Trời và có thể hoạt động ở nhiệt độ 150 triệu độ C, cao gấp 10 lần nhiệt độ bên trong lõi Mặt Trời và gấp gần 3 so với phiên bản trước đó là HL-2A.

Lò phản ứng HL-2M của Trung Quốc sử dụng thiết kế "bánh vòng" tokamak, do các nhà vật lý Liên Xô đề xuất vào thập niên 1950. Áp suất sẽ được tạo ra từ từ trường cực mạnh để ép hỗn hợp vật chất ion hóa (plasma) bên trong lòng của lò. Hạt nhân mới sẽ được hình thành khi các hạt nhân bên trong plasma sẽ bị ép vào với nhau dưới nhiệt độ và áp suất đủ lớn, đồng thời phóng thích neutron và năng lượng. Bề ngoài của phần lồng sẽ bị làm nóng lên nhờ năng lượng này và nhiệt độ đó chính là năng lượng thu được.

Nếu có thể kiểm soát được phản ứng nhiệt hạch trong các thiết bị mà các nhà nghiên cứu nguyên tử tạo ra, chúng ta có thể tạo ra nguồn năng lượng vô tận và siêu sạch. Đây là điều mà các nhà khoa học nguyên tử trên khắp thế giới vẫn đang nỗ lực nghiên cứu.

Giáo sư Gao Zhe của đại học Thanh Hoa cho biết, không có gì đảm bảo mọi vấn đề đều đã được kiểm soát nhưng nếu không thử nghiệm chắc chắn sẽ chẳng giải quyết được vấn đề gì.

Đến nay, các dự án phản ứng nhiệt hạch vẫn chỉ ở mức thử nghiệm bởi việc tạo ra môi trường và các chất hóa học phù hợp để tạo được một lượng năng lượng nhất định từ lò phản ứng nhiệt hạch cần phải tiêu tốn nhiều hơn số đó rất nhiều.

Để có được tritium, sau quá trình hợp hạch người ta phải thực hiện một phản ứng phụ hoặc khai thác từ nước chứa nhiều deuterium. Nhưng, cả hai cách này đều rất tốn kém.

Phòng thí nghiệm Jet, nơi có máy tomatak mạnh nhất châu Âu, nhiên liệu deuterium và tritium chỉ được sử dụng cho những thử nghiệm quan trọng nhất.

Trong một thí nghiệm diễn ra vào năm 1997, Jet đã sử dụng nhiên liệu có 50% deuterium và 50% tritium. Năng lượng để đốt nóng là 24 MW trong khi đó mức năng lượng đầu ra đạt được 16 MW, tỷ lệ này gọi là Q, đạt 0,67. Đây là kỷ lục cao nhất mà một lò phản ứng nhiệt hạch có thể đạt được và cho đến nay vẫn chưa bị phá vỡ. Hay hiểu một cách đơn giản là chưa có thiết bị nào "lãi" về mặt năng lượng.

HL-2M là kết quả của sự hợp tác giữa Trung Quốc và một dự án thử nghiệm năng lượng nguyên tử quốc tế (International Thermonuclear Experimental Reactor- ITER) có trụ sở tại Pháp. Đây là siêu dự án về tổng hợp hạt nhân bao gồm các thử nghiệm ở 35 quốc gia với ngân sách dự kiến khoảng 22 tỷ USD và dự tính hoàn thành vào năm 2025.

Ngoài HL-2M, Trung Quốc còn một dự án nhiệt hạch khác mang tên EAST tại thành phố Hợp Phì, tỉnh An Huy. Lò phản ứng siêu dẫn tiên tiến này đã đạt đến nhiệt độ 100 triệu độ C.