Trung Quốc xây nhà máy tạo năng lượng nhiệt hạch lớn nhất thế giới

Trung Quốc đã công bố kế hoạch xây nhà máy điện xung lớn nhất thế giới – Ảnh: BLOOMBERG

Đứng đầu dự án, giáo sư Peng Xianjue của Học viện Vật lý kỹ thuật Trung Quốc, cho biết: “Lửa nhiệt hạch là viên ngọc quý trên đỉnh cao của khoa học và công nghệ trong thế giới ngày nay”.

“Việc trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới đạt được sự giải phóng năng lượng nhiệt hạch ở quy mô lớn sẽ đặt dấu mốc quan trọng nhất trên con đường tạo ra năng lượng nhiệt hạch cho con người”, ông Peng nhấn mạnh.

Giáo sư Peng, 81 tuổi, đã phát triển một số đầu đạn hạt nhân nhỏ tiên tiến nhất của Trung Quốc và là cố vấn hàng đầu cho chương trình vũ khí hạt nhân của đất nước này, theo thông tin công khai.

Máy Z-pinch – mô phỏng lại các phản ứng của bom nhiệt hạch, thông qua áp suất từ trường được tạo ra bởi một xung điện cực mạnh – dự kiến sẽ được hoàn thành vào khoảng năm 2025 tại nhà máy đặt ở Thành Đô, thủ phủ của tỉnh Tứ Xuyên.

Máy này của Trung Quốc sẽ tạo ra 50 triệu ampe điện – gấp đôi so với công suất điện xung Z đang giữ kỷ lục thế giới, thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia của Mỹ.

Trong vài thập kỷ qua, các cường quốc hạt nhân như Mỹ, Nga và Trung Quốc đã chế tạo một số máy Z-pinch. Một số trong đó chưa bao giờ được tiết lộ chính thức, dùng để phát triển vũ khí nguyên tử.

Các máy này có thể lưu trữ một lượng điện năng khổng lồ và giải phóng nó chỉ trong vài nano giây. Xung điện có thể tạo ra áp suất cực lớn và bức xạ đủ để hai nguyên tử nhẹ “hợp nhất” thành một nguyên tử nặng hơn, và tạo ra một số khối lượng dưới dạng năng lượng.

Tuy nhiên, việc chế tạo một cỗ máy có thể tạo ra sản lượng điện nhiệt hạch nhiều hơn đầu vào là một điều vô cùng khó khăn. Cho đến nay, chưa có quốc gia nào thành công.

Theo ông Peng, các nhà nghiên cứu Trung Quốc sẽ cố gắng tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân bằng cách sử dụng điện tích mạnh để đốt cháy một số lượng nhỏ đồng vị hydro là deuterium và tritium.

Bằng cách kiểm soát cẩn thận quá trình, họ hy vọng có thể giới hạn năng lượng xung được giải phóng ở mức vài trăm triệu jun – mạnh ngang với một bao thuốc nổ TNT 20kg.

Theo ước tính của nhóm ông Peng, quá trình phân hạch uranium sẽ làm tăng tổng sản lượng nhiệt của cơ sở lên 10 – 20 lần, đẩy nhanh đáng kể việc ứng dụng năng lượng nhiệt hạch và sẵn sàng cho sản xuất điện thương mại vào năm 2035.

Dự án cũng đối diện với những thách thức, bao gồm dây đặc biệt có thể truyền dòng điện mạnh nhất trên Trái đất và một thiết bị chủ có kích thước bằng hạt đậu phộng để chuyển đổi điện thành điện tích đánh lửa một cách hiệu quả.

Ông Peng cho biết nhiều vấn đề trong số này đã được giải quyết nhờ những khám phá khoa học mới và những đột phá kỹ thuật của các nhà khoa học hạt nhân Trung Quốc trong những năm gần đây.

Máy Z chỉ là một trong loạt phương pháp – bao gồm tia laser mạnh và plasma nóng lồng trong từ trường – đang được Trung Quốc và các quốc gia khác thử nghiệm trong cuộc đua, nhằm đạt được khả năng đánh lửa nhiệt hạch.

Việc đánh lửa nhiệt hạch còn cần thời gian kiểm nghiệm, tuy nhiên chắc chắn nhà máy điện xung này sẽ là một “phòng thí nghiệm lớn” để nghiên cứu mọi thứ từ vật lý vụ nổ lớn đến vũ khí mới, theo nhà vật lý Peng.