Trung Quốc sắp vận hành “mặt trời nhân tạo”, sức nóng lên tới hơn 200 triệu độ C

Lò phản ứng nóng gấp 13 lần Mặt Trời thực sẽ đi vào hoạt động năm 2020, giúp các nhà khoa học tiến gần mục tiêu sản xuất năng lượng sạch vô hạn.

Theo thông tin tại Hội nghị đầu tiên về năng lượng nhiệt hạch tổ chức tại Tứ Xuyên (Trung Quốc), nước này dự kiến sẽ chính thức đưa vào vận hành một thiết bị liên quan đến nghiên cứu nhiệt hạch có kiểm soát thế hệ mới, hay còn gọi là "mặt trời nhân tạo" vào năm 2020.

Thiết bị này có tên gọi là HL-2M, là một dạng thiết bị từ trường hình xuyến Tokamak, tức lò phản ứng được thiết kế để mô phỏng lại quá trình phản ứng nhiệt hạch trong lõi của các ngôi sao và tạo ra năng lượng.

Thiết bị do Tập đoàn công nghiệp hạt nhân Trung Quốc (CNNC) chế tạo, hiện được đặt tại thành phố Thành Đô, tỉnh Tứ Xuyên, miền Tây Nam Trung Quốc.

Với kết cấu và phương thức kiểm soát hiện đại hơn các thiết bị tương tự, "mặt trời nhân tạo" thế hệ mới này của Trung Quốc có mức nhiệt có thể lên tới hơn 200 triệu độ C, cao gấp nhiều lần so với 15 triệu độ C của lõi Mặt Trời thật.

Ở mức nhiệt này, nhiên liệu biến đổi thành plasma. Nhóm nghiên cứu phát triển thiết bị hình xuyến gọi là tokamak để giữ plasma cực nóng. Thiết bị sử dụng từ trường để ổn định plasma, tạo điều kiện cho phản ứng xảy ra và giải phóng năng lượng. Tuy nhiên, plasma thường phát ra các chớp ngắn. Nếu chạm vào thành lò phản ứng, chúng có thể làm hỏng thiết bị.

Ở các lò nhiệt hạch sử dụng từ trường để giữ plasma cực nóng như tokamak, nhiệt độ cao và lượng hạt từ lõi có thể phá hủy mặt trong của thiết bị. Theo James Harrison, nhà vật lý nhiệt hạch ở Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Anh (UKAEA), lò HL-2M Tokamak không giống các thiết bị khác ở tính linh hoạt của từ trường. Các nhà khoa học có thể điều chỉnh từ trường để bảo vệ phần bên trong của thiết bị khi hoạt động ở công suất cao. 

Giai đoạn hoạt động đầu tiên của HL-2M chắc chắn sẽ bao gồm thử nghiệm riêng mỗi bộ phận của hệ thống. Sau đó, các nhà vật lý Trung Quốc sẽ kiểm tra tổng thể hệ thống. Bước tiếp theo là bắt đầu sản xuất plasma với hiệu suất từ thấp đến cao để tìm cách tối ưu hóa quá trình, cải tiến các hệ thống phụ trợ giúp tăng độ tin cậy và dễ kiểm soát của thiết bị.

Được biết, hồi cuối năm 2018, Trung Quốc cũng từng tuyên bố chế tạo thành công lò phản ứng siêu dẫn tiên tiến EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), một loại “mặt trời nhân tạo” có nhiệt độ đạt mức 100 triệu độ C.

Vũ Đậu (T/h)