Thép siêu bền CHSN01: Chìa khóa giúp Trung Quốc dẫn đầu cuộc đua nhiệt hạch

2 giờ trướcBài gốc

Trung Quốc vừa công bố bước tiến quan trọng trong lĩnh vực năng lượng sạch khi phát triển thành công CHSN01 – loại thép siêu bền có khả năng chịu được từ trường lên đến 20 Tesla. Thành tựu này được xem là lời giải cho bài toán vật liệu cấu trúc, vốn là rào cản lớn nhất trong việc thương mại hóa phản ứng tổng hợp hạt nhân toàn cầu, mô phỏng quá trình tạo năng lượng của Mặt Trời.

Vật liệu phá vỡ giới hạn khắc nghiệt trong lò phản ứng

Phản ứng tổng hợp hạt nhân đòi hỏi môi trường vận hành cực kỳ khắc nghiệt: plasma đạt nhiệt độ hàng triệu độ C, trong khi các nam châm siêu dẫn xung quanh phải được làm lạnh bằng heli lỏng xuống gần độ không tuyệt đối (khoảng -269 độ C). Sự kết hợp giữa nhiệt độ siêu cao, nhiệt độ siêu thấp và ứng suất cơ học khổng lồ khiến các loại thép không gỉ truyền thống như 316LN đạt tới giới hạn khi từ trường vượt quá 11,8 Tesla.

Tại dự án quốc tế ITER, hiện tượng mất độ dẻo ở nhiệt độ thấp của vật liệu đã từng khiến tiến độ bị trì hoãn đáng kể. Ngược lại, thép CHSN01 do Trung Quốc phát triển không chỉ chịu được nhiệt độ cực thấp mà còn giữ nguyên tính toàn vẹn dưới từ trường 20 Tesla và ứng suất 1.300 MPa. Đây là sự cân bằng hiếm có giữa độ bền kéo và độ dẻo dai, giải quyết bài toán "tam giác bất khả thi" trong khoa học vật liệu.

Lò phản ứng BEST: Từ nghiên cứu đến thương mại hóa

Khác với ITER tập trung vào kiểm chứng lý thuyết, dự án BEST của Trung Quốc hướng thẳng tới mục tiêu sản xuất điện năng. Việc ứng dụng 500 tấn thép CHSN01 cho lớp vỏ dẫn điện của BEST từ tháng 5/2023 đánh dấu bước ngoặt lớn. Loại thép này có khả năng chịu khuyết tật tốt; ngay cả một vết nứt nhỏ 6 mm vuông vẫn đảm bảo an toàn cho 60.000 chu kỳ xung, giúp đơn giản hóa quy trình sản xuất và giảm chi phí vận hành.

So sánh thông số kỹ thuật giữa thép CHSN01 và thép tiêu chuẩn ITER

Tác động sâu rộng đến các ngành công nghệ cao

Sự ra đời của CHSN01 cho phép thiết kế các lò phản ứng nhỏ gọn hơn, chỉ bằng khoảng 1/3 kích thước so với các thiết kế cũ, từ đó giảm đáng kể chi phí xây dựng. Không chỉ dừng lại ở năng lượng hạt nhân, loại thép cường độ cao này còn mở ra tiềm năng ứng dụng to lớn trong nhiều lĩnh vực khác như:

Máy gia tốc hạt: Đòi hỏi vật liệu chịu từ trường cực lớn.
Tàu điện từ trường (Maglev): Cải thiện độ bền và hiệu suất vận hành.
Điện toán lượng tử: Hỗ trợ các hệ thống làm lạnh đông lạnh sâu.

Dự án BEST dự kiến hoàn thành vào năm 2027. Nếu kích hoạt thành công, đây sẽ là minh chứng rõ ràng nhất cho năng lực tự chủ công nghệ của Trung Quốc trong chuỗi cung ứng năng lượng sạch toàn cầu, biến những điều từng được coi là "bất khả thi" trở thành hiện thực.