Lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới vừa đạt cột mốc quan trọng chưa từng có

Dự án ITER tại Cadarache, Pháp vừa tiếp nhận lô linh kiện cuối cùng cần thiết để lắp ráp nam châm khổng lồ nằm ở “trái tim” của hệ thống phản ứng.

Bộ nam châm trung tâm, còn gọi là central solenoid, được phát triển tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge của Mỹ. Đây là một trong những cấu phần quan trọng nhất của dự án nghiên cứu nhiệt hạch tham vọng bậc nhất hành tinh, do liên minh gồm 7 nền kinh tế lớn cùng tài trợ và vận hành: Trung Quốc, Liên minh châu Âu, Ấn Độ, Nhật Bản, Nga, Hàn Quốc và Mỹ.

Riêng nam châm trung tâm đã có quy mô khiến giới khoa học choáng ngợp. Theo Interesting Engineering, cấu trúc này cao tới 18m, rộng 4,25m và gồm 6 mô đun riêng biệt. Mỗi mô đun nặng hơn 122,5 tấn, được quấn từ khoảng 6km dây siêu dẫn niobium-thiếc.

Nhưng đây mới chỉ là một phần trong cỗ máy được xem là “thí nghiệm khoa học vĩ đại nhất hành tinh”. Lò tokamak của ITER, thiết bị hình bánh donut dùng từ trường cực mạnh để giữ plasma siêu nóng, có chiều dài lên tới khoảng 1km. Nam châm Central Solenoid nằm ở lõi trung tâm, đóng vai trò tạo ra lực từ cực mạnh để duy trì phản ứng nhiệt hạch. Toàn bộ hệ thống từ tính mà nó tham gia có khối lượng khoảng 3.000 tấn và liên kết với 9 khoang chân không khổng lồ.

“Trái tim nhiệt” này của ITER đã mất tới 15 năm để chế tạo. Riêng mỗi mô đun cần khoảng 2 năm để sản xuất và thử nghiệm.

Dù vậy, ITER sẽ không tạo ra điện thương mại để hòa lưới. Mục tiêu của dự án là nghiên cứu và mở đường cho công nghệ nhiệt hạch thương mại, thứ được ví như “chén thánh” của năng lượng sạch.

Nhiệt hạch chính là phản ứng đang diễn ra bên trong Mặt Trời. Nếu tái tạo thành công trên Trái Đất, nhân loại có thể sở hữu nguồn năng lượng gần như vô hạn, hiệu suất cực cao, không phát thải khí nhà kính và cũng không tạo ra chất thải phóng xạ nguy hiểm như công nghệ phân hạch hạt nhân hiện nay.

Tuy nhiên, quy mô chưa từng có của ITER cũng khiến dự án liên tục đội vốn và chậm tiến độ. Dù việc bàn giao Central Solenoid được xem là cột mốc lớn, ITER vẫn còn cách nhiều năm nữa mới đạt tới giai đoạn “plasma đầu tiên”, sau gần 20 năm kể từ ngày khởi công và với tổng chi phí đã lên khoảng 22 tỷ euro.

Trong lúc ITER vẫn đang chật vật tiến về đích, cuộc đua nhiệt hạch toàn cầu đã bắt đầu chuyển hướng sang khu vực tư nhân. Hàng loạt startup năng lượng nhiệt hạch được hậu thuẫn bởi Phố Wall đang nổi lên với tham vọng đạt được phản ứng nhiệt hạch thương mại nhanh hơn và rẻ hơn nhiều so với ITER.

Sự bùng nổ AI cũng đang khiến các tập đoàn công nghệ lao vào cuộc chơi, khi nhu cầu điện năng cho trung tâm dữ liệu tăng vọt. Giới đầu tư tại Thung lũng Silicon ngày càng xem nhiệt hạch không còn là câu chuyện “liệu có thành công hay không”, mà chỉ còn là vấn đề “bao giờ thành công”.

Trong bài luận hồi tháng 10, Bill Gates nhận định: “Nếu biết cách xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch, con người sẽ có nguồn năng lượng vô hạn ở bất kỳ đâu và mãi mãi. Rất khó để diễn tả điều đó sẽ thay đổi thế giới lớn đến mức nào”.

Ông cho rằng điện năng hiện là yếu tố giới hạn gần như mọi lĩnh vực của nền kinh tế, và việc phá bỏ giới hạn này có thể tạo ra tác động mang tính cách mạng tương đương phát minh động cơ hơi nước trước thời kỳ Cách mạng Công nghiệp.

Dù bị nhiều dự án tư nhân nhỏ hơn vượt mặt về tốc độ, các bên hậu thuẫn ITER cho rằng điều đó lại phản ánh thành công của chính siêu dự án này. Theo họ, ITER đã góp phần thúc đẩy làn sóng đầu tư khổng lồ vào lĩnh vực nhiệt hạch trên toàn cầu.

Và trong bối cảnh thế giới ngày càng phân cực về năng lượng và địa chính trị, ITER cũng trở thành một trong số rất ít biểu tượng còn sót lại của hợp tác quốc tế vì lợi ích chung toàn cầu.

Theo Oilprice