Trung Quốc vừa bắt đầu chạy thử dự án lò phản ứng nhiệt hạch HL-2M. Hoạt động dựa trên nguyên lý giống như phần lõi của Mặt Trời, cỗ máy này sẽ là hi vọng tìm kiếm nguồn năng lượng mới của giới khoa học.
Theo công bố của Công ty nguyên tử quốc gia Trung Quốc (CNNC), HL-2M có thể hoạt động ở nhiệt độ 150 triệu độ C, cao gần gấp 3 so với phiên bản trước đó là HL-2A và gấp 10 lần nhiệt độ bên trong lõi Mặt Trời. Đây cũng là mức nhiệt độ hoạt động của một dự án "Mặt Trời nhân tạo" khác là ITER, cỗ máy đang được lắp ráp ở Pháp.
 |
| Lò phản ứng nhiệt hạch HL-2M được lắp đặt tại thành phố Thành Đô, tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc. Ảnh: Xinhua. |
Lò phản ứng này sử dụng thiết kế "bánh vòng" tokamak, được các nhà vật lý Liên Xô đề xuất vào thập niên 1950. Nó sẽ sử dụng từ trường cực mạnh để tạo áp suất, ép hỗn hợp vật chất ion hóa (plasma) bên trong lòng của lò.
Khi nhiệt độ và áp suất đủ lớn, các hạt nhân bên trong plasma sẽ bị ép vào với nhau để hình thành hạt nhân mới, đồng thời phóng thích neutron và năng lượng. Năng lượng này làm nóng bề ngoài của phần lồng, nhiệt độ này chính là năng lượng thu được.
"HL-2M là Mặt Trời nhân tạo có thông số tốt nhất của Trung Quốc", ông Xu Min, Giám đốc viện nghiên cứu về nhiệt hạch của CNNC nói với Xinhua.
Ông Xu cũng cho biết thời gian giam hãm năng lượng của HL-2M đạt mức vài trăm mili giây, trong khi các thiết kế trên thế giới hiện cũng đạt mức dưới 1 giây.
Yang Qingwei, kỹ sư trưởng của CNNC cho biết HL-2M sẽ trở thành "trụ cột quan trọng" để tiếp tục phát triển ITER. Đây là một dự án quốc tế, với sự tham gia của nhiều nước như Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Nga và Hàn Quốc.
Mục tiêu của Trung Quốc là tạo ra bản thử nghiệm của lò phản ứng nhiệt hạch hoàn chỉnh vào năm sau, đưa ra bản thiết kế công nghiệp vào năm 2035 và bắt đầu khai thác thương mại từ năm 2050.
Đến nay, các dự án phản ứng nhiệt hạch vẫn chỉ ở mức thử nghiệm. Lý do rất đơn giản: để tạo được một lượng năng lượng nhất định từ lò phản ứng nhiệt hạch, con người đang phải tiêu tốn nhiều hơn số đó để tạo môi trường và các chất hóa học phù hợp.
Để có được tritium, người ta có thể phải thực hiện một phản ứng phụ sau quá trình hợp hạch, hay khai thác từ nước chứa nhiều deuterium. Tuy nhiên các hình thức này đều rất tốn kém.
 |
| Bên trong thiết kế "bánh vòng" tokamak của lò phản ứng. Ảnh: Xinhua. |
Phòng thí nghiệm Jet, nơi có máy tomatak mạnh nhất châu Âu chỉ sử dụng nhiên liệu là deuterium và tritium cho những thử nghiệm quan trọng nhất. Năm 1997, Jet sử dụng nhiên liệu có 50% deuterium và 50% tritium, đạt được mức năng lượng đầu ra 16 MW so với năng lượng để đốt nóng 24 MW. Tỷ lệ này, còn gọi là Q, đạt 0,67.
Đây là kỷ lục đến giờ vẫn chưa có lò phản ứng nhiệt hạch nào vượt qua, hay nói cách khác chưa có thiết bị nào "lãi" về mặt năng lượng.
Dự án nhiệt hạch lớn nhất đang được triển khai là ITER, lò phản ứng được đặt tại Pháp. Đây là một đại dự án, với sự kết hợp từ 35 quốc gia. Lò phản ứng này có tổng kinh phí 22 tỷ USD, và hiện đã hoàn thành khoảng 65%. ITER sẽ đi vào hoạt động năm 2025.
"Đây là lần đầu tiên trong lịch sử loài người các quốc gia đại diện cho hơn một nửa nhân loại và 80% GDP đã bắt tay với nhau để đạt một mục đích chung rất quan trọng", Bernard Bigot, Tổng giám đốc của ITER chia sẻ.
