Liệu TQ sẽ đi đầu thế giới về tổng hợp hạt nhân?

20/04/2018 04:14:06

Nghiên cứu tiến bộ về công nghệ tổng hợp hạt nhân có thể khiến Trung Quốc trở thành quốc gia đi đầu về giải pháp năng lượng sạch trong tương lai.

Trung Quốc nói nước này đang đi đầu thế giới trong công nghệ tổng hợp hạt nhân

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.

Phóng viên BBC Stephen McDonell đã có một cơ hội hiếm hoi để tiếp cận một cơ sở ở tỉnh An Huy.

Hãy tưởng tượng năng lượng vô hạn và không tạo ra chất thải: đây là chính là điều mà công nghệ tổng hợp hạt nhân hứa hẹn.

Trên Hòn đảo Khoa học ở tỉnh An Huy 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.

Khắp thế giới, nhiều nước đang cố gắng thông thạo công nghệ tổng hợp hạt nhân này - Hoa Kỳ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Brazil và Liên minh châu Âu - nhưng không ai có thể duy trì nó ổn định như nhóm khoa học gia ở An Huy.

Dự án của Trung Quốc được thiết kế dựa trên nghiên cứu của Nga

Ngay bây giờ, thời gian duy trì là 100 giây và 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 mà công nghệ hợp nhất nguyên tử đã lẩn trốn được các nhà khoa học và kỹ sư , dù được phát triển từ thời Liên bang Xô Viết vào những năm 1950.Vì nó thực sự rất khó.

Năng lượng hạt nhân an toàn

Hơn 50 năm qua, 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 của thiết kế ban đầu của Nga.

Vào ngày BBC đến thăm, chúng tôi được chứng kiến 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.

Hàng trăm chuyên gia đang làm việc tại cơ sở nghiên cứu ở tỉnh An Huy

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 Tập Cận Bình đến thăm cơ sở, Chủ tịch Trung Quốc nói ông 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 nghìn 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.

Điều quan trọng, chúng tôi được dặn, đó là quá trình này sẽ không thải ra bất cứ chất thải nào.

Chi phí đắt đỏ

Tuy nhiên, công nghệ này không hề rẻ.

Nó sẽ tiêu tốn khoảng 15.000 đô la một ngày chỉ để bật hệ thống và đó là chưa tính đến tiền lương của hàng trăm chuyên gia, chi phí xây dựng òa 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 nhiều sẽ mất nhiều thập kỷ 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 nhà khoa học và kỹ sư cũng như sự ủng hộ tài chính vô cùng 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."

Bởi vì chi phí quá đắt đỏ và bởi vì công nghệ quá khó, có rất ít sự hợp tác đa quốc gia trong việc theo đuổi công nghệ tổng hợp hạt nhân.

Trung Quốc là một trong những nước đóng góp cho dự án Lò phản ứng thí nghiệm tổng hợp hạt nhân quốc tế đầy tham vọng (ITER) ở miền Nam nước Pháp - ngoài các quốc gia châu Âu - thu hút Ấn Độ, Nhật Bản, Nga, Hàn Quốc và Hoa Kỳ.

Dự kiến bắt đầu thử nghiệm vào năm 2025. Trong khi đó, Trung Quốc cũng đang tạo ra những bước nhảy vọt.

Bước tiếp theo của nhóm nhà khoa học Trung Quốc là thiết kế được một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân có khả năng tạo ra điện.

Để có thể hoạt động, lò phản ứng sẽ lớn hơn rất nhiều so với những gì chúng ta đã thấy và có thể kiểm soát phản ứng plasma vô thời hạn thay vì trong một phút rưỡi.

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."

Dự án này vẫn cần sự đột phá từ các nhà khoa học và kỹ sư

"Chúng tôi muốn hoàn thành thiết kế cho một lò thử nghiệm tổng hợp hạt nhân trong vòng năm 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 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 Bắc Kinh đang đối đầu với thách thức này một cách rất nghiêm túc, có nghĩa là, nếu nó thành công, Trung Quốc đánh bại tất cả trong lĩnh vực năng lượng của tương lai.