'Mặt trời nhân tạo' giúp Trung Quốc đẩy nhanh mục tiêu carbon kép

Kể từ khi nhân loại bước vào thời đại công nghiệp hóa, vấn đề năng lượng luôn là một trong những vấn đề cần chú ý. Nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt tự nhiên không chỉ có trữ lượng hạn chế mà còn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường trên trái đất, thậm chí gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Chính vì vậy, việc tìm kiếm một nguồn năng lượng sạch, an toàn và dồi dào đã trở thành ước mơ mà nhân loại đã nỗ lực hàng trăm năm nay. Hiện ước mơ này đang dần trở thành hiện thực nhờ nỗ lực của các nhà khoa học Trung Quốc.

Cuối tháng 4, thiết bị thí nghiệm phản ứng tổng hợp hạt nhân tokamak siêu dẫn (EAST) do Viện Khoa học Vật liệu Hợp Phì thuộc Viện Khoa học Trung Quốc phát triển sắp được cải tạo và nâng cấp. EAST là một thiết bị thí nghiệm sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể điều khiển để tạo ra điện, nó còn được gọi là "mặt trời nhân tạo" vì cơ chế hoạt động tương tự như mặt trời.

Sau khi quá trình chuyển đổi hoàn thành, EAST sẽ thách thức kỷ lục thế giới về việc tạo ra điện trong 100 giây ở nhiệt độ cực cao 100 triệu độ C. Nếu thành công, nó không chỉ đánh dấu một bước ngoặt, giúp Trung Quốc là một trong những nước đi đầu trên thế giới trong lĩnh vực tổng hợp hạt nhân có thể điều khiển được, mà còn cho thấy rằng nhân loại hoàn toàn có thể kỳ vọng vào việc sẽ giải quyết vấn đề năng lượng một lần và mãi mãi trong tương lai gần.

Ảnh minh họa.

Năng lượng hạt nhân đã được sử dụng rộng rãi do hiệu suất cao và chi phí nhiên liệu thấp. Các nhà máy điện hạt nhân hiện có trên thế giới sử dụng quá trình phân hạch hạt nhân của vật liệu phóng xạ để tạo ra điện. Nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là có thể gây ô nhiễm phóng xạ ra môi trường xung quanh, một khi lò phản ứng hạt nhân mất kiểm soát sẽ gây ra hậu quả thảm khốc.

Thế giới không bao giờ quên, vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986 đã khiến 93.000 người chết vì nhiễm phóng xạ, 150.000 km2 của Liên Xô cũ bị ô nhiễm nặng nề, các chuyên gia ước tính phải mất khoảng 800 năm để xóa bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của vụ tai nạn. Tuy nhiên, phản ứng tổng hợp hạt nhân mà "mặt trời nhân tạo" EAST sử dụng không cần vật liệu phóng xạ nên không tạo ra ô nhiễm phóng xạ. Điều đáng nói hơn là deuterium và tritium, nguyên liệu cho phản ứng tổng hợp hạt nhân, hiện diện rộng rãi trong nước biển và chúng không cạn kiệt. Theo các chuyên gia, một lít nước năng lượng biển được tạo ra từ phản ứng tổng hợp hạt nhân tương đương với 300 lít xăng và năng lượng chứa trong toàn bộ nước biển trên trái đất đủ cho con người sử dụng trong hàng chục tỷ năm.

Chính vì công nghệ tổng hợp hạt nhân có thể điều khiển được là một thành tựu to lớn phục vụ cho hiện tại và sẽ mang lại lợi ích cho tương lai, Trung Quốc vô cùng coi trọng việc thăm dò lĩnh vực này. Ngay từ năm 1955, Qian Sanqiang và các nhà khoa học khác đã đề xuất thực hiện nghiên cứu "phản ứng nhiệt hạch có thể điều khiển được" của Trung Quốc, nghiên cứu này gần như đồng bộ với sự chú ý của cộng đồng vật lý hạt nhân quốc tế về phản ứng tổng hợp hạt nhân vào thời điểm đó.

Năm 1984, Hệ thống tuần hoàn "Mặt trời nhân tạo" 1 (HL-1) do Trung Quốc độc lập thiết kế, chế tạo và vận hành đã hoàn thành; Năm 1995, thiết bị tokamak siêu dẫn đầu tiên của Trung Quốc HT-7 được chế tạo ở Hợp Phì; Năm 2002, tại Hợp Phì, một thiết bị tokamak có cấu hình bộ phân kỳ, bộ tuần hoàn số 2A (HL-2A) của Trung Quốc đã được thiết kế; Vào năm 2006, thiết bị tokamak siêu dẫn đầu tiên trên thế giới EAST đã phóng điện thành công... Hàng loạt thành tựu này đã khiến nghiên cứu tổng hợp hạt nhân của Trung Quốc dần vươn lên dẫn đầu thế giới.

Năm 2007, Trung Quốc tham gia chương trình "Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER)". ITER là dự án kỹ thuật quy mô lớn do hơn 30 quốc gia trên thế giới hợp tác với mục đích biến giấc mơ "mặt trời nhân tạo" thành hiện thực thông qua việc chế tạo các thiết bị tổng hợp hạt nhân cấp lò phản ứng. Trong kế hoạch này, Trung Quốc đảm nhận 10% gói thầu của ITER và trúng thầu dự án lắp đặt thiết bị lõi quan trọng nhất "nam châm siêu dẫn". Điều này cho thấy rằng Trung Quốc đã có tiếng nói trên trường quốc tế về phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Tại Hai cuộc họp Quốc gia năm nay, khái niệm "Đỉnh carbon" và "Trung hòa carbon" lần đầu tiên được đưa vào báo cáo công việc của chính phủ. Nhận thấy mục tiêu "carbon kép" có thời gian eo hẹp và những nhiệm vụ nặng nề, Trung Quốc đang bức thiết điều chỉnh cơ cấu năng lượng trong tương lai và thúc đẩy xây dựng hệ thống năng lượng tiêu thụ mới chủ yếu là năng lượng xanh và carbon thấp. Sự hoàn thiện dần dần của "mặt trời nhân tạo" chắc chắn sẽ tạo thêm động lực mạnh mẽ cho Trung Quốc thực hiện các cam kết "carbon kép".

Các chuyên gia dự đoán rằng việc tạo ra năng lượng dựa trên phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể điều khiển được dự kiến sẽ được thực hiện vào khoảng năm 2040. Hy vọng EAST sẽ trở thành một cột mốc quan trọng trên con đường phát triển năng lượng sạch bền vững cho nhân loại.

Tùy Ý