Việc đưa vào sử dụng khuôn viên dự án BEST - thiết bị nhiệt hạch thế hệ mới được ví như “mặt trời nhân tạo” của Trung Quốc - đánh dấu bước chuyển quan trọng từ nghiên cứu cơ bản sang triển khai kỹ thuật quy mô lớn. Nếu đúng tiến độ, Trung Quốc có thể thực hiện trình diễn phát điện nhiệt hạch vào khoảng năm 2030, mở ra triển vọng mới cho một nguồn năng lượng sạch gần như vô tận…

Trong cuộc đua tìm kiếm nguồn năng lượng không phát thải, có mật độ năng lượng cao và gần như không giới hạn, nhiệt hạch hạt nhân đang được xem là một trong những công nghệ đầy hứa hẹn nhất của thế kỷ XXI. Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, những tiến bộ mới tại Trung Quốc cho thấy công nghệ này đang từng bước tiến từ phòng thí nghiệm sang giai đoạn phát triển kỹ thuật quy mô lớn.

Theo Đài Truyền hình Trung ương Trung Quốc (CCTV), khuôn viên dự án Tokamak siêu dẫn thực nghiệm plasma cháy (Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak - BEST), thường được gọi là “mặt trời nhân tạo” của Trung Quốc, đã chính thức được bàn giao và đưa vào sử dụng tại thành phố Hợp Phì, tỉnh An Huy.

Đây được xem là một cột mốc quan trọng trong chiến lược phát triển năng lượng nhiệt hạch của Trung Quốc, đồng thời phản ánh xu hướng gia tăng đầu tư toàn cầu vào công nghệ có thể tạo ra điện năng sạch mà không phát thải khí carbon trong quá trình vận hành.

TỪ NGHIÊN CỨU CƠ BẢN ĐẾN CÔNG TRÌNH KỸ THUẬT QUY MÔ LỚN

BEST là thiết bị thực nghiệm nhiệt hạch thế hệ mới do Trung Quốc tự phát triển, với mục tiêu mô phỏng các phản ứng diễn ra bên trong Mặt trời để tạo ra nguồn năng lượng gần như vô tận.

Nhiệt hạch được đánh giá là nguồn năng lượng có nhiều ưu điểm: không phát thải carbon trong quá trình phát điện, nhiên liệu dồi dào, mật độ năng lượng rất cao và tạo ra lượng chất thải phóng xạ ít hơn nhiều so với điện hạt nhân truyền thống.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là phải tạo ra và duy trì plasma ở nhiệt độ lên tới hàng trăm triệu độ C, đồng thời kiểm soát được trạng thái này trong thời gian đủ dài để tạo ra điện năng hiệu quả.

Đó là lý do các thiết bị Tokamak - dạng lò phản ứng sử dụng từ trường cực mạnh để giữ plasma - trở thành hướng nghiên cứu chủ đạo của nhiều quốc gia.

Hiện nay, quá trình lắp ráp máy chính của BEST đã bước vào giai đoạn quan trọng nhất, được gọi là “lắp ráp lồng ghép bốn lớp”.

Theo mô tả của CCTV, cấu trúc của thiết bị giống như một “chiếc bình giữ nhiệt khổng lồ” với nhiều lớp lồng vào nhau. Từ trong ra ngoài gồm buồng chân không, lớp chắn nhiệt và hệ thống nam châm từ trường hình xuyến. Cuối cùng là việc lắp đặt các thiết bị chính xác bên trong.

Buồng chân không là nơi diễn ra phản ứng nhiệt hạch. Bao quanh buồng là lớp chắn nhiệt, đóng vai trò như một hệ thống cách nhiệt siêu hiệu quả. Bên ngoài là các nam châm siêu dẫn tạo ra từ trường cực mạnh nhằm giữ plasma ở trạng thái ổn định, ngăn không cho plasma nhiệt độ hàng trăm triệu độ C tiếp xúc với thành thiết bị.

Từ tháng 7/2026, nhiều bộ phận cốt lõi của BEST đã được chuyển đến công trường. Theo CCTV, tiến độ lắp ráp hiện đã hoàn thành hơn một nửa.

Theo kế hoạch, toàn bộ công trình sẽ hoàn thành vào cuối năm 2027, trước khi bước sang giai đoạn thử nghiệm phát điện nhiệt hạch sử dụng nhiên liệu deuterium - tritium vào khoảng năm 2030.

Nếu thành công, đây sẽ là một trong những bước tiến lớn nhất trong lịch sử phát triển năng lượng của nhân loại.

CUỘC ĐUA TOÀN CẦU VỀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH

Trung Quốc không phải quốc gia duy nhất theo đuổi giấc mơ năng lượng nhiệt hạch. Trong nhiều năm qua, Mỹ, Liên minh châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc và nhiều quốc gia khác cũng tăng tốc đầu tư vào lĩnh vực này.

Dự án ITER tại miền Nam nước Pháp - chương trình hợp tác khoa học quốc tế lớn nhất thế giới trong lĩnh vực nhiệt hạch với sự tham gia của Liên minh châu Âu, Mỹ, Trung Quốc, Nga, Nhật Bản, Hàn Quốc và Ấn Độ - đang hướng tới mục tiêu chứng minh khả năng tạo ra năng lượng nhiệt hạch ở quy mô lớn.

Trong khi đó, các công ty tư nhân tại Mỹ và châu Âu cũng thu hút hàng tỷ USD đầu tư để phát triển các lò phản ứng nhiệt hạch thương mại.

Điểm khác biệt của Trung Quốc là tốc độ đầu tư và triển khai các công trình nghiên cứu quy mô lớn. Thành phố Hợp Phì, nơi đặt BEST và EAST, đang trở thành một trong những trung tâm nghiên cứu nhiệt hạch hàng đầu thế giới.

Trước BEST, Trung Quốc đã vận hành thành công Tokamak siêu dẫn tiên tiến thực nghiệm (EAST), thiết bị nhiều lần thiết lập kỷ lục toàn cầu.

Tháng 1/2025, EAST đã duy trì plasma ở nhiệt độ khoảng 100 triệu độ C trong thời gian 1.066 giây, vượt xa các thành tích trước đó và lập kỷ lục thế giới mới.

Đến tháng 6/2026, hai nam châm siêu dẫn cốt lõi của lò phản ứng nhiệt hạch EAST cũng đã hoàn thành quá trình nghiệm thu và kiểm tra toàn bộ thông số kỹ thuật. Những kết quả này được xem là nền tảng công nghệ quan trọng cho dự án BEST.

TRIỂN VỌNG CHO KỶ NGUYÊN NĂNG LƯỢNG KHÔNG GIỚI HẠN

Nếu nhiệt hạch thương mại trở thành hiện thực, thế giới có thể chứng kiến một cuộc cách mạng năng lượng mới.

Điều này khiến nhiệt hạch được kỳ vọng sẽ trở thành nguồn năng lượng sạch có khả năng cung cấp điện quy mô lớn, hỗ trợ quá trình khử carbon và đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của nền kinh tế số, các trung tâm dữ liệu, sản xuất công nghiệp và giao thông điện hóa.

Tuy nhiên, các chuyên gia cũng cho rằng con đường thương mại hóa nhiệt hạch vẫn còn nhiều thách thức. Ngoài việc duy trì plasma ổn định trong thời gian dài, các nhà khoa học còn phải giải quyết bài toán về vật liệu chịu nhiệt, hiệu suất phát điện, độ bền của thiết bị và chi phí đầu tư.

Việc khuôn viên dự án BEST được đưa vào vận hành và quá trình lắp ráp máy chính bước vào giai đoạn then chốt không chỉ là cột mốc đối với ngành năng lượng Trung Quốc, mà còn phản ánh cuộc đua toàn cầu nhằm tìm kiếm nguồn năng lượng sạch thế hệ mới.

Nếu kế hoạch phát điện thử nghiệm vào năm 2030 được hiện thực hóa, “mặt trời nhân tạo” có thể đánh dấu thời điểm nhân loại tiến gần hơn tới việc tái tạo trên Trái đất nguồn năng lượng đã nuôi dưỡng các vì sao trong vũ trụ suốt hàng tỷ năm.