Trung Quốc đang thể hiện quyết tâm rất lớn trong lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch.
Tại một cơ sở ở Thượng Hải có kích thước bằng một sân bóng đá, các nhà khoa học Trung Quốc đang bắn các chùm tia laser (laze) cực mạnh vào một cặp hình nón nhỏ bằng vàng trong nỗ lực tái tạo quá trình nhiệt hạch hạt nhân ở lõi Mặt Trời.
Các hình nón, nhỏ như đầu bút chì, có các đầu hẹp hướng vào nhau và phát ra plasma hydro. Khi hai dòng khí nóng va chạm vào đúng thời điểm và địa điểm, và theo đúng cách, chúng sẽ kích hoạt phản ứng nhiệt hạch - quá trình cuối cùng có thể cung cấp một nguồn năng lượng bền vững và vô tận.
Năm 2026: Năng lượng nhiệt hạch Trung Quốc lột xác?
Với sự tài trợ của chính phủ lên đến 1 tỷ NDT (khoảng 3.500 tỷ VND) trong vòng 6 năm, Trưởng nhóm nghiên cứu Zhang Zhe và các đồng nghiệp từ Viện Vật lý của Học viện Khoa học Trung Quốc ở Bắc Kinh đã bắt đầu các thí nghiệm chưa từng có tại cơ sở laser Shenguang II ở Thượng Hải từ mùa hè năm 2020.
Cho đến nay, nhóm nghiên cứu đã tiến hành 3 cuộc thử nghiệm, với một cuộc thử nghiệm khác được lên lịch vào tháng 12/2021, và gặp phải một số thử thách không mong muốn. Nhưng kết quả ban đầu cho thấy lý thuyết hoạt động và một phần của phát hiện đã được công bố vào tuần trước trên tạp chí Acta Physica Sinica.
"Mục tiêu của chúng tôi là đạt được sự hợp nhất bền vững", Zhang nói trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại hôm 9/11.
Cơ sở laser Shenguang II ở Thượng Hải, nơi các nhà khoa học Trung Quốc đang nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch. (Ảnh: Handout).
Cuộc đua đến sức mạnh nhiệt hạch nóng lên vào tháng 8/2021, khi các nhà nghiên cứu của Cơ sở Đánh lửa Quốc gia Mỹ (NIF) - thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore ở Livermore, bang California - đạt được sản lượng năng lượng lớn hơn gấp 8 lần so với trước đây.
Bước đột phá đã mang lại hy vọng cũng như tạo thêm áp lực cho các nhóm nghiên cứu ở các nước khác, bao gồm cả Trung Quốc.
Thí nghiệm NIF nhắm tới hơn 100 chùm tia laser cực mạnh vào một mục tiêu duy nhất, sử dụng một số máy phát tia laser lớn nhất trên Trái Đất, tạo ra đủ nhiệt để làm biến dạng gương nhưng cũng làm giảm độ chính xác sau nhiều lần bắn.
Ở Trung Quốc, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm một cách rẻ hơn, đơn giản hơn để đạt được phản ứng tổng hợp bằng tia laser kém mạnh hơn. Một kết quả là sơ đồ đánh lửa hình nón kép được phát triển vào năm 1997 bởi Zhang Jie, một nhà vật lý hàng đầu Trung Quốc và là nguyên hiệu trưởng của Đại học Giao thông Thượng Hải.
"Chúng tôi đang tiến bộ từng bước một. Đến năm 2026, một thế hệ cơ sở laser quy mô lớn mới sẽ được hoàn thành ở Trung Quốc. Chúng tôi sẽ nâng cơ sở này lên một tầm cao mới" - Trưởng nhóm Zhang Zhe nói.
Một nhà khoa học về phản ứng tổng hợp hạt nhân có trụ sở tại Bắc Kinh cho biết ngân sách dành cho nghiên cứu ở Thượng Hải là nhỏ so với việc đầu tư vào các dự án nhiệt hạch khác. Ví dụ, dự án nghiên cứu nhiệt hạch lớn nhất thế giới, Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt quốc tế ở miền nam nước Pháp (ITER), có kinh phí ước tính từ 45 đến 65 tỷ USD.
Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt quốc tế ở miền nam nước Pháp (ITER).
Ý tưởng tạo ra một Mặt trời nhân tạo để tạo ra một nguồn cung cấp năng lượng sạch, vô tận và khổng lồ đã có từ nhiều thập kỷ trước, và các nhà khoa học đã đưa ra những cách tiếp cận khác nhau đôi khi cạnh tranh về nguồn lực và sự chú ý.
ITER sử dụng ứng cử viên lớn nhất cho phương pháp tiếp cận laser (còn được gọi là phản ứng tổng hợp giam giữ quán tính), Tokamak - một thiết bị có thể tạo ra và bẫy khí nóng với từ trường cực mạnh để phản ứng tổng hợp diễn ra bên trong.
"Đề án hình nón kép là một ý tưởng tuyệt vời. Tokamak thường được cho là phù hợp hơn để sản xuất điện quy mô lớn, nhưng một số đột phá gần đây trong các thí nghiệm sử dụng tia laser cho thấy cách tiếp cận này có thể là một ứng cử viên nặng ký", nhà nghiên cứu đề nghị giấu tên vì bí mật nghề nghiệp.
"Rất khó để dự đoán cách tiếp cận nào hoặc quốc gia nào sẽ giành chiến thắng trong cuộc đua năng lượng nhiệt hạch ở giai đoạn này. Còn quá nhiều điều bất trắc ở phía trước. Nhưng cuối cùng, các công nghệ khác nhau, các quốc gia khác nhau có thể cần phải đoàn kết lại như một để đưa sự hợp nhất từ giấc mơ thành cuộc sống".