Tổng hợp hạt nhân của Trung Quốc: “Chén thánh” năng lượng nhiệt hạch

(NTD) - Trong một thế giới mà nhu cầu về điện ngày càng tăng, còn môi trường thì ngày càng xấu đi, có vẻ như Trung Quốc đang đi đầu trong việc phát triển một thứ có thể xem là “chén thánh” của năng lượng nhiệt hạch. Theo phóng viên BBC News Stephen McDonell sau khi tiếp cận một cơ sở hạt nhân ở tỉnh An Huy, nếu thành công, Trung Quốc sẽ đứng đầu thế giới về những dịch vụ tối ưu năng lượng hạt nhân.

Hãy tưởng tượng năng lượng vô hạn và không tạo ra chất thải: Đây chính là điều mà công nghệ tổng hợp hạt nhân hứa hẹn. Đó là đích đến của Trung Quốc và những nước tiên tiến, có tiềm năng về tài chính và công nghệ hạt nhân.

ChinaEnergy3
Hàng trăm chuyên gia đang làm việc tại cơ sở nghiên cứu hạt nhân An Huy.
ChinaEnergy5
Dự án hạt nhân này vẫn cần sự đột phá từ những khoa học gia cùng kỹ sư.

 Lò phản ứng tổng hợp hạt nhân Tokamak

Trên Hòn đảo Khoa học ở tỉnh An Huy thuộc miền đông Trung Quốc, có một khối kim loại trông như một chiếc bánh donut bọc trong một chiếc hộp tròn, sáng bóng to bằng tòa nhà hai tầng. Đó chính là lò phản ứng tổng hợp hạt nhân thử nghiệm Tokamak (EAST). Bên trong, các nguyên tử hydro hợp nhất và trở thành helium, một ngày nào đó có thể tạo ra nhiệt độ cao gấp nhiều lần nhiệt độ của lõi mặt trời. Những nam châm mạnh sẽ kiểm soát phản ứng, và sau này có thể tạo ra một lượng điện khổng lồ nếu được duy trì.

Trên khắp thế giới, một số quốc gia đang cố gắng thông thạo công nghệ tổng hợp hạt nhân này: Hoa Kỳ, Brazil, Nhật Bản, EU (Liên minh châu Âu) và Hàn Quốc. Nhưng không ai có thể duy trì nó ổn định như nhóm khoa học gia ở An Huy. Ngay bây giờ, thời gian duy trì là 100 giây, nhưng mỗi năm thời gian này ngày càng kéo dài hơn. Ở đây thì họ đã bàn về mục tiêu xa gấp 10 lần, ở nhiệt độ 100 triệu độ C.

Nhưng có một lý do vì sao công nghệ hợp nhất nguyên tử đã lẩn trốn được các khoa học gia và kỹ sư, dù được phát triển từ thời Liên Xô vào những năm thập niên 1950. Vì nó thực sự rất khó.

ChinaEnergy1
Trung Quốc nói họ đang dẫn đầu thế giới trong công nghệ tổng hợp năng lượng hạt nhân.

Năng lượng hạt nhân có an toàn không?

Từ năm 1968, đã có công nghệ để duy trì một phản ứng tổng hợp hạn chế trong một môi trường được kiểm soát. Nhưng thời gian duy trì vẫn quá ngắn so với những gì bỏ ra để thu được nguồn năng lượng khổng lồ và biến nó thành điện năng.

Hệ thống EAST là một phiên bản thay đổi thiết kế ban đầu của Nga. Đã có một cuộc tranh luận vô cùng sôi nổi trong phòng kiểm soát. Có vấn đề rò rỉ - không phải vật liệu bị rò rỉ ra, mà không khí bị hút vào chân không bên trong - và họ cần tìm một giải pháp. Một nhóm riêng biệt phản hồi qua đường bộ đàm nối với phòng điều khiển. Họ di chuyển xung quanh lò phản ứng, đường dây điện và bậc thang xung quanh Tokamak, tìm kiếm nơi bị rò rỉ.

Khi Chủ tịch Tập Cận Bình đến thăm cơ sở, ông bày tỏ ý định muốn biết về sự nguy hiểm của công nghệ này, Song Yuntao - Phó Giám đốc của EAST, cho biết: “Một lò phản ứng nhiệt hạch khá an toàn so với lò phản ứng phân hạch. Quá trình giữ bằng từ trường là cơ chế nhiệt hạch kiểm soát được, tôi có thể tắt nguồn điện và nó an toàn tuyệt đối, sẽ không có thảm họa hạt nhân nào cả”.

Các lò phản ứng hạt nhân hiện tại dựa vào cơ chế phân hạch và sự phân tách của một nguyên tử sẽ thải ra chất thải độc hại, mà phải mất hàng chục ngàn năm để xử lý an toàn. Một nhà máy điện tổng hợp hạt nhân thay vào đó sẽ xuất phát từ sự kết hợp của hai hạt nhân để tạo ra một hạt nhân và sau đó nam châm bên trong sẽ kiểm soát phản ứng ở trong lò. Theo Ban Giám đốc EAST, điều quan trọng là quá trình này tuyệt đối sẽ không thải ra bất cứ chất thải nào.

ChinaEnergy2
Dự án hạt nhân của Trung Quốc được thiết kế dựa trên nghiên cứu của Liên Xô và Nga.

Chi phí cực đắt

Theo các chuyên gia, công nghệ hạt nhân EAST không hề rẻ. Nó sẽ tiêu tốn khoảng 15.000 USD mỗi ngày chỉ để bật hệ thống và đó là chưa tính đến tiền lương của hàng trăm chuyên gia, chi phí xây dựng tòa nhà và các thứ khác. Tuy nhiên, chính phủ Trung Quốc vẫn cố gắng dốc túi tài trợ cho dự án này dù biết rằng nó có thể sẽ mất nhiều thập niên trước khi năng lượng nhiệt hạch có thể chiếu sáng các thành phố lớn.

“Phản ứng tổng hợp hạt nhân sẽ đòi hỏi đột phá lớn từ các khoa học gia và kỹ sư cũng như sự ủng hộ tài chính cực lớn từ chính phủ” - ông Song nói - “Đây là một một dự án có chi phí rất cao nhưng cá nhân tôi nghĩ rằng nó sẽ là điều tuyệt vời cho sự phát triển bền vững của nhân loại”.

Ông Song nói: “Nhu cầu về năng lượng là rất lớn ở mọi quốc gia và Trung Quốc đã có lộ trình cho năng lượng nhiệt hạch. Chúng tôi muốn hoàn thành thiết kế cho một lò thử nghiệm tổng hợp hạt nhân trong vòng 5 năm. Nếu thành công, nó sẽ là lò tổng hợp hạt nhân đầu tiên trên thế giới”.

Hy vọng cuối cùng là công nghệ tổng hợp hạt nhân thử nghiệm tại An Huy có thể tạo ra lượng điện vượt xa cả những mộng tưởng xa vời nhất của nhân loại. Nghe có vẻ vẫn hơi viển vông, nhưng chính phủ Bắc Kinh đang đối đầu với thách thức này một cách rất nghiêm túc; có nghĩa là, nếu dự án EAST thành công, Trung Quốc sẽ đánh bại tất cả quốc gia trên hành tinh trong lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch trong tương lai.

 

Kim Thoa - Ảnh: Stephen McDonell

_NTD_So 435_In_Page_28