Huy động công nghệ cao, Nga-Mỹ bắt tay hơn 30 quốc gia triển khai dự án ‘Mặt Trời nhân tạo’ lớn nhất thế giới, dự kiến tạo ra nguồn cung cấp điện gần như vô hạn
(Thị trường tài chính) - ITER đặt mục tiêu đạt Q=10, tức là 50 megawatt năng lượng đầu vào tạo ra 500 megawatt năng lượng nhiệt hạch đầu ra. Mặc dù không trực tiếp sản xuất điện đưa lên lưới, ITER được thiết kế để chứng minh rằng plasma công suất cao, duy trì lâu dài với nhiên liệu deuterium–tritium là khả thi về mặt khoa học.
Trên một cao nguyên yên tĩnh ở miền Nam nước Pháp, dự án năng lượng tham vọng nhất hành tinh đã chuyển sang giai đoạn mới. Các kỹ sư tại "Dự án Lò phản ứng thử nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER)" đã bắt đầu lắp ráp “trái tim” của lò phản ứng – một buồng thép rộng gần 20 mét, được thiết kế để tái tạo phản ứng nhiệt hạch giống như trong lõi Mặt Trời, theo Earth.com.
Đây được xem là bước ngoặt lịch sử của dự án nhiệt hạch quốc tế trị giá hàng chục tỷ USD, đánh dấu sự chuyển dịch từ giai đoạn thiết kế sang thi công thực tế, trong bối cảnh đội ngũ kỹ thuật chuẩn bị kiểm soát loại plasma có nhiệt độ cao hơn cả tâm Mặt Trời.
Trung tâm của dự án là buồng chân không của ITER – kết cấu thép hai lớp, nặng khoảng 5.700 tấn. Khi hoàn thiện, đây sẽ là nơi các đồng vị hydro được nung nóng thành plasma siêu nóng theo hình dạng vòng xuyến. Việc giữ plasma ổn định, không chạm vào thành buồng là điều tối quan trọng. Chỉ một va chạm thoáng qua cũng có thể làm hỏng thiết bị hoặc chấm dứt thí nghiệm, vì vậy sai số lắp đặt của từng phần thép được giới hạn chỉ vài phần nhỏ của một inch.
Châu Âu và Hàn Quốc sẽ chế tạo toàn bộ 9 phân đoạn thép khổng lồ, sau đó một nhà thầu Mỹ chịu trách nhiệm hàn nối chúng thành kết cấu vòng hoàn chỉnh tại công trường. Công đoạn này sử dụng robot và kỹ thuật hàn siêu chậm để tránh kết cấu bị biến dạng khi làm nguội sau quá trình hàn ở nhiệt độ hàng nghìn độ C.
ITER vừa thông qua kế hoạch nền tảng sửa đổi, cho phép các kỹ sư có thêm thời gian kiểm tra hệ thống trước khi sử dụng nhiên liệu nhiệt hạch đầy đủ. Những thử nghiệm ban đầu dùng hydro và deuterium, nhằm đánh giá hiệu suất của thiết bị, từ nam châm siêu dẫn, hệ thống làm lạnh sâu đến các yếu tố an toàn.
Lộ trình triển khai theo giai đoạn dự kiến kéo dài đến 2036–2039, với cột mốc quan trọng mang tên "Bắt đầu giai đoạn vận hành nghiên cứu", kéo dài 27 tháng và tập trung vào thử nghiệm plasma ban đầu.
ITER đặt mục tiêu đạt Q=10, tức là 50 megawatt năng lượng đầu vào tạo ra 500 megawatt năng lượng nhiệt hạch đầu ra. Mặc dù không trực tiếp sản xuất điện đưa lên lưới, ITER được thiết kế để chứng minh rằng plasma công suất cao, duy trì lâu dài với nhiên liệu deuterium–tritium là khả thi về mặt khoa học.
Một thay đổi lớn trong kế hoạch mới là thay nguyên tố berili bằng tungsten (vonfram) cho lớp lót bên trong buồng phản ứng. Tungsten có khả năng chịu nhiệt cực cao và ít rủi ro hơn trong các tình huống không bình thường, giúp phù hợp với định hướng lò phản ứng nhiệt hạch thương mại trong tương lai. Ngoài ra, các bề mặt bên trong sẽ được phủ boron nhằm hạn chế tạp chất ảnh hưởng đến plasma.
Dự án ITER hiện quy tụ 35 quốc gia, gồm Trung Quốc, EU, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga, Mỹ... đóng góp thiết bị, tài chính và chuyên môn. Mặc dù tiến độ từng bị ảnh hưởng bởi quá trình sửa chữa và chậm trễ giao hàng, kết quả là một hệ thống tối ưu hơn, bước vào giai đoạn vận hành với ít biến số chưa kiểm chứng. Được biết, Nga là nhà cung cấp chính 25 hệ thống công nghệ cao tiên tiến cho cơ sở trong tương lai.
Nếu thành công, ITER hay còn gọi là “Mặt Trời nhân tạo” lớn nhất thế giới sẽ trở thành minh chứng thực nghiệm thuyết phục nhất từ trước đến nay rằng năng lượng nhiệt hạch có thể trở thành nguồn cung điện sạch, gần như vô hạn cho Trái Đất trong tương lai.
