"Mặt trời nhân tạo" của Trung Quốc là gì?
Trung Quốc đã hoàn thành thành công vụ thử nghiệm đầu tiên đối với lò phản ứng hạt nhân, được gọi là "Mặt trời nhân tạo" vì nó mô phỏng quá trình tạo ra năng lượng của Mặt trời. Hạt nhân hạt nhân là một công nghệ đầy hứa hẹn có thể tạo ra một lượng năng lượng sạch khổng lồ với rất ít chất thải.
Mặt trời trong thiên hà của chúng ta tạo ra năng lượng thông qua phản ứng nhiệt hạch hạt nhân. Bên trong Mặt trời, các nguyên tử hydro va chạm với nhau và hợp nhất ở nhiệt độ cực cao - khoảng 15 triệu độ C - dưới áp suất hấp dẫn khổng lồ. Mỗi giây, 600 triệu tấn hydro được hợp nhất để tạo ra heli. Trong quá trình này, một phần khối lượng của nguyên tử hydro trở thành năng lượng.
Mặt trời tạo ra năng lượng thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân
Phản ứng tổng hợp hạt nhân và phân hạch hạt nhân
Nhiệt hạch là một công nghệ hạt nhân có thể tạo ra mức năng lượng rất cao mà không tạo ra một lượng lớn chất thải hạt nhân, và các nhà khoa học đã cố gắng hoàn thiện nó trong nhiều thập kỷ. Hiện nay năng lượng hạt nhân thu được dưới dạng phân hạch, một quá trình trái ngược với phản ứng tổng hợp (năng lượng được tạo ra bằng cách phân chia hạt nhân của một nguyên tử nặng thành hai hoặc nhiều hạt nhân của các nguyên tử nhẹ hơn). Sự phân hạch dễ đạt được hơn, nhưng nó tạo ra chất thải.
Nhiệt hạch là một công nghệ hạt nhân có thể tạo ra mức năng lượng rất cao mà không tạo ra một lượng lớn chất thải hạt nhân
HL-2M, "Mặt trời nhân tạo"
Gần đây, Trung Quốc đã thử nghiệm thành công “mặt trời nhân tạo”, một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể tạo ra năng lượng trong nhiều năm tới nếu nó có thể được chế tạo bền vững hơn. Hợp nhất là một quá trình rất tốn kém, nhưng các thử nghiệm của Trung Quốc có thể giúp các nhà nghiên cứu tìm cách giảm chi phí.
Hợp nhất là một quá trình rất tốn kém, nhưng các thử nghiệm của Trung Quốc có thể giúp các nhà nghiên cứu tìm cách giảm chi phí
"Mặt trời nhân tạo" của Trung Quốc được gọi là HL-2M, một lò phản ứng nhiệt hạch tokamak đặt tại Viện Vật lý Tây Nam (SWIP) ở Thành Đô, Trung Quốc. Lò phản ứng tạo ra năng lượng bằng cách áp dụng từ trường mạnh mẽ với hydro để nén nó cho đến khi nó tạo ra một plasma có thể đạt nhiệt độ hơn 150 triệu độ C, nóng hơn hạt nhân của Mặt trời mười lần và tạo ra một lượng năng lượng khổng lồ khi các nguyên tử hợp nhất với nhau. Plasma được chứa bằng nam châm và công nghệ siêu lạnh.
HL-2M có thể đạt nhiệt độ trên 150 triệu độ C, cao gấp mười lần hạt nhân của Mặt trời
Lò phản ứng tokamak HL-2M do SWIP chế tạo (Ảnh: CNNC)
Plasma đầu tiên
Lò phản ứng nhiệt hạch thử nghiệm, HL-2M, đạt được plasma đầu tiên vào ngày 4 tháng 12 năm 2020. Đây là một thành tựu khoa học quan trọng trong nỗ lực toàn cầu nhằm phát triển các dạng năng lượng hạt nhân sạch hơn, an toàn hơn. Nó cũng được kỳ vọng sẽ kéo dài đáng kể việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ quan trọng trong vật lý plasma ở Trung Quốc.
Dự án HL-2M đã được phê duyệt bởi cơ quan năng lượng hạt nhân Trung Quốc, Tổng công ty Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC). SWIP, là một phần của CNNC, đã thiết kế và xây dựng nó.
HL-2M trong ITER
Trung Quốc là một phần của Dự án Lò phản ứng Thí nghiệm Nhiệt hạch Quốc tế (ITER). HL-2M sẽ hỗ trợ kỹ thuật quan trọng cho dự án này - dự án đang xây dựng lò phản ứng tokamak của riêng mình - trong các lĩnh vực nghiên cứu như sự không ổn định thông lượng và hiện tượng từ trường plasma nhiệt độ cực cao.
Trung Quốc là một phần của Dự án Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER)
Mục tiêu của ITER là xác định tính khả thi về công nghệ và kinh tế của phản ứng tổng hợp hạt nhân bằng cách giam giữ từ tính như một nguồn năng lượng quy mô lớn mà không thải ra khí CO2, mặc dù nó vẫn không sản xuất điện. Đây sẽ là địa điểm nhiệt hạch đầu tiên có khả năng tạo ra năng lượng ròng và duy trì quá trình nhiệt hạch trong thời gian dài, cũng như thử nghiệm các vật liệu và công nghệ cần thiết. Đây là giai đoạn trước khi xây dựng khu trình diễn thương mại, dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2025.
Hình ảnh mô tả bên trong của Dự án ITER
ITER đang được xây dựng tại Cadarache (miền Nam nước Pháp). Nó là sự hợp tác của 35 quốc gia được tích hợp vào bảy thành viên chính: Trung Quốc, Liên minh Châu Âu, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga và Hoa Kỳ. Tây Ban Nha tham gia thông qua Liên minh Châu Âu.
