Thiết bị nặng 1200 tấn này vừa được Trung Quốc vận chuyển tới Pháp để lắp đặt ‘Mặt Trời nhân tạo’

Theo đài CGTN, tập đoàn hạt nhân quốc gia Trung Quốc (CNNC) vừa vận chuyển một bộ phận đặc biệt quan trọng phục vụ dự án Lò phản ứng Thí nghiệm Nhiệt hạt nhân Quốc tế (International Thermonuclear Experimental Reactor – ITER) trị giá 21 tỷ USD tại trung tâm nghiên cứu khoa học Cadarache, Pháp.

Mặc dù dịch COVID-19 đang diễn biến phức tạp, việc vận chuyển đế giữ lạnh vẫn phải theo đúng tiến độ đề ra (Ảnh chụp màn hình)

Có trọng lượng lên tới 1200 tấn, bộ phận này được gọi là đế giữ lạnh, vốn đóng vai trò là lá chắn quan trọng cho lò phản ứng thuộc kiểu Tokamak của dự án ITER.

Theo CNNC, đế giữ lạnh phải được vận chuyển theo đúng tiến độ để dự án ITER có thể khởi động quá trình lắp đặt lò. Khoảng 48 nhân viên của CNNC hiện đang chuẩn bị tháo dỡ và lắp đặt thiết bị tại Pháp. Vào tháng 9 năm ngoái, CNNC đã kí kết hợp đồng hợp tác với ban quản lý dự án ITER.

“Chúng tôi tự tin mình có thể hoàn thành nhiệm vụ đạt cả về chất lẫn lượng”, Li Quang, giám đốc dự án ITER, đồng thời cũng là phó tổng quản lý của CNNC cho biết.

Dự án quan trọng và đắt đỏ bậc nhất thế giới, chỉ sau trạm vũ trụ ISS

Được lắp ráp từ 1 triệu linh kiện kích cỡ lớn và khoảng 10 triệu linh kiện nhỏ, lò ITER có đường kính và chiều cao khoảng 30,5 m. Với trọng lượng 25000 tấn, đây cũng là lò phản ứng nhiệt hạch nhất thế giới, có thể tạo ra dòng plasma nóng tới 150 triệu độ C. Nhiệt độ này thậm chí còn nóng hơn cả lõi của Mặt Trời.

Lò ITER có trị giá 21 tỷ USD, được xây dựng dưới sự hợp tác của 30 quốc gia

Lò ITER hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt hạch, khi hai hạt nhân nhẹ của hydro là deuterium và tritium được kết hợp để tạo thành một hạt nhân heli nặng hơn và giải phóng năng lượng. Đây cũng chính là quá trình chính tạo nên sức mạnh của những ngôi sao như Mặt Trời.

Nói cách khác, mục tiêu xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch có thể so sánh với việc “tạo ra một Mặt Trời nhân tạo trên Trái Đất và cắm dây điện vào nó để sử dụng”, theo chuyên gia Jonathan Menard, hiện đang làm việc tại Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton.

Mặc dù vậy, để phản ứng nhiệt hạch xảy ra cần mức nhiệt độ rất cao, lên tới 120 triệu độ C, cao hơn nhiều lần nhiệt độ ở lõi Mặt trời. Ở mức nhiệt độ này, mọi vật chất đều tồn tại trong trạng thái plasma.

Đây cũng chính là mục tiêu xây dựng cơ bản của lò ITER, nhằm tạo ra hỗn hợp plasma với nhiệt độ lên tới 150 triệu độ C – tức là cao gấp 10 lần nhiệt độ trên bề mặt của Mặt Trời. Để tạo ra nhiệt độ siêu nóng này, ITER sử dụng một buồng từ trường hình xuyến có tên Tokamak.

Đế giữ lạnh đóng vai trò lá chắn bảo vệ cho lò phản ứng thuộc kiểu Tokamak của dự án ITER (Ảnh chụp màn hình)

Theo đó, nhiên liệu trong buồng Tokamak được nung nóng tới trên 150 triệu độ C, hình thành plasma cực nóng. Sau đó, các nhà khoa học sẽ dùng từ trường cực mạnh để đưa plasma ra khỏi vỏ an toàn.

Theo kế hoạch, lò ITER sẽ trang bị cuộn dây siêu dẫn tạo ra từ trường với sức mạnh gấp 100.000 lần từ trường của Trái Đất. Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng thiết kế một bồn chứa có đường kính 6m để giam hãm 840 mét khối plasma, tương đương 1/3 thể tích một bể bơi tiêu chuẩn Olympic

Đáng chú ý, dù đạt được nhiệt độ siêu cao, lò phản ứng kiểu Tokamak lại không thể duy trì dòng plasma liên tục trong một khoảng thời gian dài. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã tìm tới một phương án có tên plasma tự duy trì. Cụ thể, khi đạt nhiệt độ 150 triệu độ C, deuterium và tritium sẽ được tổng hợp để tạo ra nguyên tử heli, vốn sẽ bay trong lòng lò và va chạm với thành lò để sản sinh năng lượng dưới dạng nhiệt để đảm bảo plasma có thể tự duy trì trạng thái như vậy một cách liên tục.

Với trọng lượng 25000 tấn, đây cũng là lò phản ứng nhiệt hạch nhất thế giới, có thể tạo ra dòng plasma nóng tới 150 triệu độ C (Ảnh minh họa)

Được biết, dự án xây dựng lò ITER có sự tham gia đóng góp vốn và công nghệ của tổng cộng 35 quốc gia trong vòng 30 năm qua. Liên minh Châu Âu (EU), nơi đặt tổ hợp ITER, đóng góp 45% tổng mức đầu tư của dự án.

Dự kiến, lò phản ứng tổng hợp hạt nhân của dự án sẽ đi vào hoạt động năm 2025. Sau khi hoàn thành, lò phản ứng tổng hợp hạt nhân này sẽ cho phép thế giới nghiên cứu và thí nghiệm về vật lý plasma vào sản xuất điện năng trên quy mô lớn từ các nhà máy điện tổng hợp hạt nhân.

Nếu có thể sản xuất năng lượng theo dự kiến, đây sẽ là lò phản ứng đầu tiên của kỷ nguyên năng lượng nhiệt hạch, giúp thu hẹp khoảng cách từ nghiên cứu nhiệt hạch trong phòng thí nghiệm đến tạo ra điện nhiệt hạch cho các thành phố. Tới năm 2030, nhân loại sẽ có thể xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch đầu tiên với công suất khoảng 1GW.