‘Mặt trời nhân tạo’ Hàn Quốc lập kỷ lục về thời gian duy trì 100 triệu độ C

CNN đưa tin, các nhà khoa học ở Hàn Quốc đã công bố kỷ lục thế giới mới về thời gian duy trì mức nhiệt 100 triệu độ C – gấp 7 lần lõi Mặt Trời – trong một thí nghiệm phản ứng nhiệt hạch, đây được coi là một bước tiến quan trọng đối với công nghệ năng lượng tương lai này.

Lò phản ứng nhiệt hạch Nghiên cứu tiên tiến Tokamak Siêu dẫn Hàn Quốc (KSTAR) của Viện Năng lượng Nhiệt hạch Hàn Quốc (KFE), còn được xem như một “mặt trời nhân tạo”, đã cố gắng duy trì mức nhiệt 100 triệu độ trong 48 giây.

Thành tựu này được ghi nhận trong các cuộc thử nghiệm từ tháng 12/2023 đến tháng 2/2024, đánh bại kỷ lục 30 giây trước đó được thiết lập vào năm 2021.

Phản ứng nhiệt hạch mô phỏng quá trình tạo ra ánh sáng và nhiệt từ các ngôi sao, bằng cách hợp nhất hạt nhân hydro và các nguyên tố nhẹ khác để giải phóng năng lượng khổng lồ.

Các nhà khoa học kỳ vọng lò phản ứng nhiệt hạch có thể cung cấp năng lượng vô hạn mà không gây ô nhiễm carbon làm nóng hành tinh. Nhưng việc làm chủ quá trình này trên Trái Đất là cực kỳ khó khăn.

Theo Giám đốc Trung tâm nghiên cứu KSTAR Yoon Si-woo, việc duy trì plasma mật độ cao và nhiệt độ cao để các phản ứng nhiệt hạch diễn ra hiệu quả nhất trong thời gian dài rất quan trọng.

Ông Yoon cho biết các nhà khoa học đã kéo dài thời gian này bằng cách điều chỉnh quy trình, bao gồm việc sử dụng vonfram thay cho carbon trong các bộ phận “dẫn hướng” có chức năng loại bỏ nhiệt và tạp chất do phản ứng nhiệt hạch tạo ra.

Hội đồng Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Quốc gia Hàn Quốc (NST) cho biết vonfram có điểm nóng chảy cao nhất trong số các kim loại. KSTAR thành công duy trì chế độ H trong thời gian dài hơn cũng phần lớn nhờ vào sự nâng cấp này.

NST đánh giá: “So với các bộ chuyển hướng carbon trước đây, bộ chuyển hướng vonfram mới chỉ trải qua mức tăng nhiệt độ bề mặt 25% dưới mức tải nhiệt tương tự. Điều này mang lại lợi ích đáng kể cho các hoạt động năng lượng nhiệt cao xung dài”.

Mục tiêu cuối cùng của KSTAR là có thể duy trì nhiệt độ plasma 100 triệu độ C trong 300 giây vào năm 2026, đây được Giám đốc Yoon Si-woo gọi là “điểm tới hạn” để có thể mở rộng quy mô hoạt động nhiệt hạch.

Những gì các nhà khoa học đang làm ở Hàn Quốc sẽ góp phần vào việc phát triển Lò phản ứng thử nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER) ở miền nam nước Pháp. ITER là lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới nhằm mục đích chứng minh tính khả thi của phản ứng nhiệt hạch, có sự tham gia của hàng chục quốc gia, bao gồm Hàn Quốc, Trung Quốc, Mỹ, Nga và các nước EU.

Ông Yoon Si-woo nhấn mạnh công trình của KSTAR “sẽ đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất dự kiến trong vận hành ITER đúng thời hạn và thúc đẩy thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch”.

Vào năm 2022, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore của Mỹ, đã làm nên lịch sử khi thí nghiệm thành công phản ứng tổng hợp hạt nhân giải phóng năng lượng nhiệt hạch nhiều hơn mức năng lượng được sử dụng.

Tháng 2 năm nay, các nhà khoa học ở thành phố Oxford của Anh tuyên bố đã lập kỷ lục về việc tạo ra lượng năng lượng “lớn hơn bao giờ hết” trong một phản ứng nhiệt hạch. Họ đã tạo ra 69 megajoule năng lượng nhiệt hạch trong 5 giây, đủ để cung cấp năng lượng cho khoảng 12.000 ngôi nhà trong cùng khoảng thời gian.

Dù vậy, việc thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch vẫn còn là một chặng đường dài phía trước khi các nhà khoa học nỗ lực giải quyết những khó khăn kỹ thuật và khoa học phức tạp.

Aneeqa Khan, nhà nghiên cứu về phản ứng nhiệt hạch tại Đại học Manchester ở Anh cho biết, phản ứng nhiệt hạch “chưa sẵn sàng và do đó không thể giúp chúng ta giải quyết khủng hoảng khí hậu ngay lúc này”.

“Tuy nhiên, nếu tiến trình tiếp tục, nhiệt hạch có khả năng trở thành một phần của hỗn hợp năng lượng xanh vào nửa cuối thế kỷ”, bà Khan nói.