Sự Thật Thú Vị Về Dự Án “Mặt Trời Nhân Tạo” Của Trung Quốc

Trong vài tháng qua, những thông tin về “mặt trời nhân tạo” của Trung Quốc lại được truyền thông đưa tin như một bước đột phá hứa hẹn về nguồn năng lượng sạch và rẻ hơn. Thế nhưng, những phát biểu này lại gây ra không ít nghi ngờ từ phía các chuyên gia quốc tế.

Thuật ngữ “mặt trời” này nghe có vẻ ấn tượng, nhưng thực chất lại làm nhiều người hiểu sai. Khác với Mặt trời tự nhiên, có khả năng giữ plasma bừng cháy hàng tỷ năm nhờ lực hấp dẫn của nó, các thiết bị trên Trái Đất lại phải sản xuất và duy trì plasma trong các buồng chứa bằng thép, nhờ vào hệ thống từ trường cực mạnh.

Điểm khó khăn nhất trong quy trình này nằm ở việc duy trì từ trường, một yếu tố tốn kém và phức tạp nhất trong toàn bộ dự án.

Khởi nguồn của công nghệ Tokamak

Để hiểu lý do ra đời của các thiết bị này, chúng ta cần xem xét công nghệ tokamak, một từ viết tắt của cụm từ tiếng Nga biểu thị cho buồng hình bánh xông với các cuộn từ. Công nghệ này bắt nguồn từ nghiên cứu về tổng hợp hạt nhân có kiểm soát của Liên Xô vào những năm 1950 và 1960.

Đến giữa thập niên 1960, thiết bị T-3 tại Viện Năng lượng Nguyên tử Kurchatov ở Moscow đã làm nên kỳ tích với thời gian và thông số giam giữ plasma vượt xa các mô hình bẫy từ trước đó. Sự phát hiện này đã xóa tan những hoài nghi của giới khoa học phương Tây và mở ra một cuộc đua toàn cầu trong lĩnh vực này.

Mô hình tokamak sau đó trở thành chuẩn mực toàn cầu, dẫn đến sự ra đời của nhiều dự án lớn như ITER tại Pháp, trong đó Trung Quốc cũng đóng vai trò quan trọng.

Những gì mà các thiết bị này đang nỗ lực nhốt thực chất là phản ứng hợp hạch giữa hai đồng vị hydro: deuterium và tritium, tạo ra năng lượng khổng lồ. Tuy nhiên, để xảy ra phản ứng này, plasma cần phải đạt nhiệt độ lên tới 100-150 triệu độ C — nóng hơn nhiều so với lõi Mặt trời.

Vì không có vật liệu nào có thể chịu được nhiệt độ cao như vậy, từ trường được sử dụng để giữ plasma lơ lửng trong buồng chứa, làm cho quá trình này càng trở nên phức tạp.

Khả năng giữ plasma được đo bằng tiêu chuẩn Lawson và hệ số Q, phản ánh tỷ lệ giữa năng lượng sinh ra và năng lượng tiêu tốn để đun nóng plasma. Một dự án như ITER đặt mục tiêu đạt hệ số Q từ 10 trở lên.

Những điều cần biết về dự án Trung Quốc

Sự khác biệt giữa thông tin từ truyền thông và thực tế khoa học là rất lớn, bởi nhiều thành tựu của Trung Quốc chỉ mới tập trung vào giam giữ plasma mà chưa đạt được sản lượng điện thực tế.

Ví dụ, vào tháng 1/2025, thiết bị tokamak EAST đã duy trì plasma ở hiệu suất cao trong suốt 1.066 giây, song vẫn chưa có sản lượng điện nào được đưa vào lưới điện.

Trong khi đó, cỗ máy HL-2M ở Thành Đô đã ghi nhận dòng điện plasma vượt ngưỡng 2,5 megaampere, nhưng cũng không dành riêng cho sản xuất điện thương mại.

Mới đây, thông tin về việc Trung Quốc thử nghiệm thành công khối nam châm toroid siêu dẫn lớn nhất thế giới được công bố. Tuy nhiên, mặc dù công nghệ này đã được cải tiến mạnh mẽ, nhưng nó cũng là một trong những hạng mục tiêu tốn ngân sách lớn.

Thực tế, thông tin về việc Trung Quốc đã “giải quyết được 80% thách thức” trong dự án này cần được kiểm chứng kỹ lưỡng, bởi chặng đường để đạt được mục tiêu thương mại hóa vẫn còn rất dài.

Việc thực hiện dự án như CFETR phải đến năm 2035 mới hoàn thành, với khả năng phát điện thương mại vào năm 2050. Con số “80%” thực chất chỉ phản ánh tiến độ hoàn thành một số hệ thống phụ, không phải toàn bộ bài toán nhiệt hạch.

Các thách thức công nghệ lớn mà dự án này đối mặt bao gồm việc tìm ra vật liệu thích hợp chịu được mức độ phá hủy cao từ dòng neutron, cũng như tối ưu hóa quy trình sản xuất nhiên liệu tritium và giảm chi phí sản xuất điện từ năng lượng nhiệt hạch.

Như vậy, dự án “mặt trời vô tận” của Trung Quốc vẫn đang ở giai đoạn rất đầu và trước khi đi đến mục tiêu cuối cùng, sẽ còn nhiều việc phải làm.