Trung Quốc quyết dùng điện nhiệt hạch phục vụ các đô thị

Bên trong một lò phản ứng nhiệt hạch thí nghiệm của Trung Quốc

Được sự ủng hộ từ Chính phủ Trung Quốc, có ít nhất 3 thành phố của nước này đang cố gắng xây dựng những nhà máy điện nhiệt hạch thử nghiệm đầu tiên trên thế giới. Dù nhiều quốc gia tân tiến đang gặp các khó khăn kỹ thuật để khai thác nguồn năng lượng này trong suốt nhiều thập kỷ qua, nhưng các nhà khoa học Trung Quốc lại rất kỳ vọng và mong muốn sẽ làm nên điều kỳ tích.

Năng lượng nóng hơn lõi Mặt Trời

Theo SCMP (Bưu điện Hoa Nam buổi sáng), từ năm 2013, các nhà khoa học Trung Quốc đưa thiết kế lý thuyết của dự án lò phản ứng nhiệt hạch kèm viễn cảnh cung cấp gần như không giới hạn năng lượng. Tuy nhiên, phải tới đầu tháng 12/2017, sau khi Chính phủ Trung Quốc công khai ủng hộ dự án, các kỹ sư mới bắt tay vào vẽ những bản thiết kế chi tiết cho giai đoạn tiếp theo.

Theo nguồn tin từ Học viện Khoa học Trung Quốc, công việc thiết kế sẽ mất hai năm và việc xây dựng bắt đầu từ năm 2021. Dự kiến hoàn thành năm 2035, lò phản ứng sẽ làm nóng khí hydro ở nhiệt độ gấp 10 lần so với lõi mặt trời. Ở nhiệt độ như vậy, hai đồng vị của hydro là deuterium và tritium hợp nhất thành heli. Một ít khối lượng hạt nhân sẽ được chuyển hóa thành năng lượng khổng lồ.

Nhiệt hạch, quá trình tương tự với cơ chế phản ứng sinh nhiệt của Thái Dương trong suốt 5 tỷ năm qua, được coi là giải pháp cuối cùng cho nhu cầu năng lượng của con người. Đặc biệt, không giống như các nhà máy điện hạt nhân dùng các thanh nhiên liệu uranium hiện nay, một lò phản ứng nhiệt hạch sẽ không sản sinh ra chất thải phóng xạ.

Dự án giàu tiềm năng dự kiến tốn hơn 100 tỷ nhân dân tệ ngân sách (tương đương 15,2 tỷ USD) này đã thu hút sự tham gia của các thành phố: Thượng Hải, Hợp Phì (tỉnh An Huy) và Thành Đô (tỉnh Tứ Xuyên).

Các thành phố đều mong muốn, thông qua dự án này, sẽ thu hút các nhà khoa học tài năng từ nhiều thành phố khác ở Trung Quốc và trên toàn thế giới. Sẽ biến nơi đây một trong những trung tâm đổi mới sôi động nhất hành tinh.

Theo sau nhưng liệu có vượt trước?

Các quốc gia hùng mạnh phương Tây đã nghiên cứu để khai thác năng lượng từ phản ứng nhiệt hạch trong hơn nửa thế kỷ qua. Thiết bị tổng hợp nhiệt hạch sử dụng cuộn dây siêu dẫn để tạo ra một từ trường mạnh có khả năng “nhốt” plasma.

Tuy nhiên, giữ trạng thái của plasma này đủ lâu tại một chỗ để các hạt nhân kết hợp lại là một việc cực kỳ khó. Những thí nghiệm plasma ngày nay có thể cố định plasma nhiệt độ cao để tỏa ra nhiệt năng nhưng mật độ plasma và thời gian giữ năng lượng còn quá thấp, chưa đủ để plasma có thể tự duy trì nhiệt độ trong thời gian dài.

Hoa Kỳ cũng đã thử một cách tiếp cận khác bằng sự giam giữ quán tính tại Cơ sở Nghiên cứu nhiệt điện Quốc gia (NIF) ở California. Mục tiêu của các thử nghiệm do Mỹ tiến hành là sử dụng laser can thiệp vào quá trình sản sinh và duy trì nhiệt hạch, nhưng thử nghiệm như vậy vẫn đang gặp khó khăn, chưa thu được kết quả. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã thừa nhận, công trình nghiên cứu trị giá 3,5 tỷ USD trên có thể không bao giờ đạt được mục đích.

Trong khi đó, một tín hiệu lạc quan cho thấy, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã mở rộng nghiên cứu nhiệt hạch vượt qua Mỹ trong những năm gần đây, lập kỷ lục về duy trì hỗn hợp plasma cực nóng và ổn định nhất, đồng thời, phát triển các công nghệ và vật liệu mới trong các phòng thí nghiệm tân tiến nhất.

Tuy các lò phản ứng nhiệt hạch của Trung Quốc sẽ phụ thuộc nhiều vào thiết kế lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạt nhân quốc tế (ITER) đang được xây dựng ở Cadarach, miền Nam nước Pháp, nhưng Trung Quốc đang hướng tới mục tiêu tham vọng hơn nhiều.

Hiện, ITER là dự án khoa học đắt nhất thế giới, thu hút 22 tỷ euro (26,1 tỷ  USD) đầu tư từ Liên minh châu Âu và các nước bao gồm: Trung Quốc, Mỹ và Nga. Nhưng ITER mới chỉ đặt mục tiêu duy trì phản ứng nhiệt hạch tạo năng lượng kéo dài được khoảng 10 phút, trong khi các nhà vật lý plasma Trung Quốc hy vọng sẽ đạt được thời gian duy trì phản ứng là 1 tháng.

Tuy nhiên, PGS. Lý Yến tại Đại học Bắc Kinh, người từng tham gia nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos ở Mỹ cảnh báo rằng, các dự án nhiệt hạch trên khắp thế giới đã gặp phải những thách thức kỹ thuật không mong đợi, dẫn đến sự chậm trễ lớn.

Vì thế, các kỹ sư Trung Quốc sẽ phải đối mặt với những trở ngại rất lớn để đạt được tiến độ dự án, dù họ rất kỳ vọng là hoàn thành thử nghiệm đúng thời hạn đặt ra.

Trung Quốc phạt nặng tài xế không nhường đường người đi bộ