Lò phản ứng nhiệt hạch tiên tiến ‘Mặt trời nhân tạo’ của Trung Quốc vừa phá kỷ lục thế giới mới

Trung Quốc đã đạt được một cột mốc mới trong các thí nghiệm của nhân loại nhằm khai thác sức mạnh của các vì sao.

Hôm thứ Sáu, cỗ máy nhiệt hạch của Học viện Khoa học Trung Quốc đạt 120 triệu độ C (216 triệu độ F) và bám vào điều này trong 101 giây.

Lần cuối cùng EAST (Tokamak siêu dẫn tiên tiến thử nghiệm hoặc HT-7U) giữ được một vòng plasma quằn quại trong thời gian dài như vậy là vào năm 2017, nhưng nhiệt độ chỉ đạt 50 triệu ° C.

Vào năm 2018, lò phản ứng đã giữ khí đốt nóng vượt ngưỡng 100 triệu độ được coi là rất quan trọng để tạo ra năng lượng, nhưng chỉ có thể duy trì plasma trong khoảng 10 giây.

Bây giờ nó được giữ plasma ở nhiệt độ gấp tám lần nhiệt độ của lõi Mặt trời là 15 triệu ° C trong một thời gian dài như vậy, kỷ lục mới đã thúc đẩy thế giới tiến gần hơn một chút đến nguồn năng lượng sạch khó nắm bắt nhưng rất được săn đón này.

Nhà vật lý Li Miao của Đại học Khoa học và Công nghệ Southern nói với World Instances: “Bước đột phá là một tiến bộ đáng kể và mục tiêu cuối cùng là giữ nhiệt độ ở mức ổn định trong thời gian dài.

Năng lượng nhiệt hạch sử dụng các phản ứng diễn ra sâu bên trong Mặt trời, ép các nguyên tử hydro lại với nhau thành các nguyên tố lớn hơn như heli. Trong trường hợp Mặt trời dựa vào lực hấp dẫn để ép các nguyên tử lại với nhau, ở đây trên Trái đất, chúng ta phải dùng đến các phương tiện kém tinh tế hơn, tăng nhiệt độ trong các máy phát điện được chế tạo đặc biệt để tạo ra lực kết hợp nguyên tử.

Các nhà nghiên cứu ước tính rằng lượng deuterium – một dạng hydro ổn định chứa một proton và một neutron – trong một lít nước biển có thể tạo ra năng lượng tương đương với 300 lít xăng thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Cần khoảng 300 nhà khoa học và kỹ sư để hỗ trợ và vận hành cơ sở thí nghiệm có chứa EAST. Ống kim loại lớn, hình chiếc bánh rán này có một loạt các cuộn dây từ tính được sử dụng để giữ các dòng plasma hydro siêu nóng phóng ra xung quanh lõi.

Thách thức là giữ plasma tại chỗ đủ lâu, trong một địa ngục đủ nóng, để xảy ra phản ứng tổng hợp. Nó cần phải nóng hơn cả Mặt trời vì lực hấp dẫn mạnh hơn nhiều của ngôi sao của chúng ta giúp ép các hạt nhân lại với nhau – thứ mà chúng ta không thể tái tạo ở đây trên Trái đất.

Với tiềm năng lý thuyết để sản xuất một cách an toàn lượng năng lượng khổng lồ như vậy mà không có khí nhà kính và hầu như không có bất kỳ chất thải phóng xạ nào, năng lượng nhiệt hạch được một số người coi là chén thánh của năng lượng sạch.

Tuy nhiên, tại thời điểm hiện tại, phản ứng tổng hợp hạt nhân vẫn chưa phải là điều chắc chắn, với một ‘mặt trời nhân tạo’ hoạt động đầy đủ có khả năng vẫn còn hàng thập kỷ nữa. Chúng ta thậm chí vẫn chưa đạt đến điểm mà một lò phản ứng nhiệt hạch có thể phun ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ, nhưng một số chuyên gia cho rằng chúng ta đang tiến gần đến nơi.

Hàn Quốc đã giữ kỷ lục trước đó là 100 triệu ° C trong 20 giây. Giờ đây, mặt trời nhân tạo của Trung Quốc cũng có thể đạt tới 160 triệu độ C (288 triệu độ F) trong 20 giây, nhưng vẫn còn một chặng đường dài để có được plasma ổn định ở nhiệt độ cao cần thiết.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân là mục tiêu lớn cho một xã hội hậu carbon trong tương lai, nhưng trong khi đó, chúng ta phải làm tất cả những gì có thể để chuyển sang các công nghệ điện sạch đã được chứng minh để đảm bảo chúng ta có thể đạt được một tương lai như vậy.

Chúng ta không đủ khả năng để ngồi lại và chờ đợi một sự sửa chữa nhanh chóng về công nghệ, hấp dẫn như vậy, nhưng mỗi bước tiến về phản ứng tổng hợp hạt nhân chắc chắn là nguyên nhân gây ra sự phấn khích.