BlogTheanh (02/2/2021): Trong cuộc đua toàn cầu nhằm khai phá năng lượng nhiệt hạch – nguồn năng lượng sạch và gần như vô tận của các vì sao – Hàn Quốc vừa đạt được một cột mốc lịch sử. Thiết bị nhiệt hạch siêu dẫn của họ, KSTAR (Nghiên cứu Tokamak Siêu dẫn Tiên tiến của Hàn Quốc), đã lập một kỷ lục thế giới mới bằng cách duy trì thành công plasma ở nhiệt độ ion 100 triệu độ C trong suốt 20 giây.
Đây là một bước tiến vượt bậc, đưa nhân loại đến gần hơn với giấc mơ về một lò phản ứng nhiệt hạch thương mại.
KSTAR Là Gì và Tại Sao Nó Quan Trọng?
KSTAR, thường được mệnh danh là "Mặt trời nhân tạo" của Hàn Quốc, là một lò phản ứng nhiệt hạch thử nghiệm theo thiết kế tokamak (một buồng hình xuyến được bao bọc bởi các nam châm siêu dẫn). Mục tiêu của nó là tái tạo các phản ứng nhiệt hạch xảy ra bên trong lõi Mặt Trời ngay trên Trái Đất.
Để làm được điều này, các nhà khoa học đưa các đồng vị của hydro (như Deuterium) vào bên trong KSTAR. Sau đó, họ sử dụng năng lượng cực lớn để nung nóng lượng khí này, biến nó thành trạng thái vật chất thứ tư gọi là plasma, nơi các ion và electron bị tách rời. Nhiệm vụ khó khăn nhất là phải duy trì được dòng plasma siêu nóng này (nóng hơn lõi Mặt Trời nhiều lần) lơ lửng trong từ trường mà không chạm vào thành lò, trong một khoảng thời gian đủ dài để các phản ứng nhiệt hạch có thể diễn ra một cách bền vững.
Phá Vỡ Kỷ Lục
Thành tích mới nhất của KSTAR là một bước nhảy vọt so với các kết quả trước đây.
- Năm 2018: Lần đầu tiên đạt 100 triệu độ C, nhưng chỉ duy trì được 1,5 giây.
- Năm 2019: Kéo dài thời gian hoạt động ở nhiệt độ cao lên 8 giây.
- Năm 2020: Đạt được cột mốc 20 giây ở nhiệt độ 100 triệu độ C.
Trong khi có nhiều thiết bị nhiệt hạch khác trên thế giới, chưa có thiết bị nào có thể duy trì plasma ở điều kiện khắc nghiệt như vậy quá 10 giây. Việc KSTAR có thể kéo dài gấp đôi thời gian đó đã thiết lập một tiền lệ quan trọng, chứng minh sự ưu việt của công nghệ nam châm siêu dẫn mà nó đang sử dụng.
Dự án này là kết quả của sự hợp tác giữa Viện Năng lượng Nhiệt hạch Hàn Quốc (KFE), Đại học Quốc gia Seoul và Đại học Columbia của Hoa Kỳ.
Chìa Khóa Của Thành Công
Giám đốc Si-Woo Yoon của Trung tâm Nghiên cứu KSTAR đã nhấn mạnh tầm quan trọng của thành tựu này: "Các công nghệ cần thiết cho hoạt động dài hơi của plasma 100 triệu độ C là chìa khóa để hiện thực hóa năng lượng nhiệt hạch. Thành công của KSTAR trong việc duy trì plasma nhiệt độ cao trong 20 giây sẽ là một bước ngoặt quan trọng trong cuộc đua đảm bảo các công nghệ cho hoạt động plasma hiệu suất cao, thời gian dài – một thành phần thiết yếu của một lò phản ứng nhiệt hạch thương mại trong tương lai."
Tiến sĩ Young-Seok Park từ Đại học Columbia, một đối tác trong dự án, cho biết thêm rằng việc duy trì nhiệt độ ion 100 triệu độ C trong thời gian dài như vậy đã chứng minh khả năng độc đáo của thiết bị KSTAR. Nó cho thấy công nghệ này có khả năng sưởi ấm lõi plasma một cách hiệu quả và sẽ là "cơ sở thuyết phục" cho việc phát triển các lò phản ứng nhiệt hạch hoạt động ở trạng thái ổn định.
Con Đường Phía Trước
Thành công này chỉ là một bước đệm cho một mục tiêu còn tham vọng hơn. Các nhà nghiên cứu tại KSTAR đặt mục tiêu cuối cùng là vận hành lò phản ứng liên tục trong 300 giây (5 phút) với nhiệt độ ion trên 100 triệu độ C. Họ có kế hoạch đạt được điều này vào năm 2025.
Nếu thành công, đó sẽ là một minh chứng đanh thép rằng công nghệ nhiệt hạch có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài, mở ra cánh cửa đến với một tương lai năng lượng sạch, an toàn và bền vững cho toàn nhân loại.
