Trung Quốc sắp vận hành 'mặt trời nhân tạo'

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

Lò phản ứng HL-2M Tokamak nằm ở Thành Đô, tỉnh Tứ Xuyên. Ảnh: Futurism.

Lò HL-2M Tokamak nằm trong dự án Lò phản ứng hạt nhân thực nghiệm tiên tiến siêu dẫn Tokamak (EAST) tiến hành từ năm 2006. Duan Xuru, viện trưởng Viện Vật lý Tây Nam thuộc Tập đoàn hạt nhân quốc gia Trung Quốc, xác nhận thiết bị sẽ đi vào hoạt động trong năm 2020 tại Hội nghị năng lượng nhiệt hạch diễn ra hôm 25 - 29/11 ở thành phố Lạc Sơn, tỉnh Tứ Xuyên.

Theo Duan, thiết bị mới sẽ đạt nhiệt độ hơn 200 triệu độ C, nóng hơn khoảng 13 lần so với lõi Mặt Trời.

Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng cung cấp năng lượng cho Mặt Trời. Đây là quá trình hai hạt nhân nguyên tử hợp nhất để tạo thành hạt nhân nặng hơn, đồng thời giải phóng năng lượng khổng lồ.

Ở Mặt Trời, nhiệt độ lõi đạt mức 15 triệu độ C nhờ hạt nhân hydro kết hợp với nhau tạo thành heli.

Để mô phỏng phản ứng này trên Trái Đất, các nhà khoa học phải làm nóng nhiên liệu như hydro tới nhiệt độ trên 100 triệu độ C.

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.