Trung Quốc sắp làm được 'mặt trời' nhân tạo

3 giờ trướcBài gốc

Công nghệ mới đánh dấu cột mốc quan trọng trong tiến trình chuyển đổi năng lượng sạch của Trung Quốc. Ảnh: SCMP.

Theo thông báo từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, lò Tokamak Thử nghiệm Siêu dẫn Tiên tiến (EAST) đã duy trì thành công trạng thái plasma ổn định ở mật độ cực cao lần đầu tiên. Đây từ lâu được xem là một trong những rào cản lớn nhất đối với việc hiện thực hóa năng lượng nhiệt hạch.

Giáo sư Ping Zhu, đồng tác giả nghiên cứu và giảng viên Trường Kỹ thuật Điện - Điện tử, Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, cho biết kết quả này mở ra một hướng tiếp cận khả thi và có thể mở rộng để vượt qua giới hạn mật độ trong các lò tokamak và các thiết bị nhiệt hạch thế hệ tiếp theo.

Nghiên cứu được công bố ngày đầu tiên của năm 2026 trên tạp chí Science Advances. Tuy vậy, giới khoa học vẫn thận trọng khi nhấn mạnh rằng phải mất nhiều thập kỷ nữa công nghệ này mới có thể thương mại hóa.

Phản ứng nhiệt hạch được coi như "đỉnh cao" của năng lượng sạch vì gần như không thải ra khí nhà kính, tạo ra rất ít chất thải phóng xạ và có tiềm năng cung cấp năng lượng gần như vô hạn.

Tuy nhiên, sau hơn 70 năm nghiên cứu, nhiệt hạch vẫn chủ yếu dừng ở cấp độ thử nghiệm, khi hầu hết lò phản ứng hiện nay vẫn tiêu tốn nhiều năng lượng hơn lượng điện tạo ra.

Về nguyên lý, lò nhiệt hạch tạo năng lượng bằng cách hợp nhất các hạt nhân nhẹ dưới nhiệt độ và áp suất cực cao, tương tự quá trình diễn ra trong Mặt trời.

Do điều kiện áp suất trên Trái đất thấp hơn rất nhiều, các nhà khoa học buộc phải duy trì plasma ở nhiệt độ cao hơn nhiều lần so với bề mặt Mặt trời và kiểm soát nó bằng các từ trường cực mạnh.

EAST (Trung Quốc) là lò phản ứng giam giữ từ tính, được thiết kế để duy trì plasma cháy trong thời gian dài trong một buồng hình bánh donut. Một thách thức lớn của công nghệ này là giới hạn Greenwald - ngưỡng mật độ mà vượt qua đó plasma thường mất ổn định và làm phản ứng bị dập tắt.

Giới hạn này đặt các nhà khoa học vào thế tiến thoái lưỡng nan: mật độ plasma càng cao thì phản ứng càng dễ xảy ra, nhưng đồng thời nguy cơ mất ổn định cũng tăng mạnh.

Trung Quốc vừa hoàn tất giai đoạn 1 của tổ hợp tokamak mang tên BEST tại tỉnh An Huy. Ảnh: Xinhua.

Để vượt qua rào cản này, nhóm nghiên cứu đã kiểm soát chặt chẽ tương tác giữa plasma và thành lò phản ứng, thông qua việc điều chỉnh áp suất khí nhiên liệu ban đầu và gia nhiệt cộng hưởng cyclotron điện tử khi khởi động lò.

Điểm đáng chú ý là lần đầu tiên plasma tại EAST (Trung Quốc) được làm nóng tới trạng thái mà lý thuyết dự đoán là “vùng không phụ thuộc mật độ” - nơi plasma vẫn duy trì ổn định ngay cả khi mật độ tiếp tục tăng.

Trước đó, giới hạn Greenwald cũng từng bị phá vỡ ở Mỹ. Năm 2022, lò tokamak DIII-D của Bộ Năng lượng Mỹ tại San Diego đạt kết quả tương tự. Đến năm 2024, các nhà khoa học tại Đại học Wisconsin-Madison còn duy trì plasma ổn định ở mật độ cao gấp khoảng 10 lần giới hạn này trong một thiết bị thử nghiệm.

Những tiến bộ tại Trung Quốc và Mỹ được đánh giá là nền tảng quan trọng cho các dự án nhiệt hạch quy mô lớn trong tương lai. Cả hai quốc gia đều tham gia dự án Lò phản ứng Nhiệt hạch Thử nghiệm Quốc tế (ITER) - chương trình hợp tác đa quốc gia nhằm xây dựng lò tokamak lớn nhất thế giới tại Pháp.

Theo kế hoạch hiện nay, ITER dự kiến bắt đầu tạo ra các phản ứng nhiệt hạch toàn diện vào năm 2039. Dù còn xa mới trở thành nguồn điện thương mại, các bước tiến như EAST tại Trung Quốc đang dần thu hẹp khoảng cách giữa lý thuyết và ứng dụng thực tế của năng lượng nhiệt hạch.

Tiến Lợi

Nguồn Znews : https://znews.vn/trung-quoc-sap-lam-duoc-mat-troi-nhan-tao-post1618628.html