Lò tokamak WEST ở Pháp đã lập kỷ lục mới về việc tạo ra và duy trì plasma siêu nóng, đưa chúng ta đến gần hơn với mục tiêu đạt được phản ứng tổng hợp hạt nhân để tạo ra năng lượng sạch.
Theo đó, lò tokamak WEST của Pháp có thể duy trì trạng thái plasma siêu nóng trong 1.337 giây, tương đương 22 phút và 17 giây. Trong quá trình thử nghiệm, plasma tạo ra đạt nhiệt độ 50 triệu độ C, nóng gấp khoảng 3 lần lõi Mặt trời. Kỷ lục này được tạo ra vào ngày 12/2/2025.
Kỷ lục thời lượng plasma trước đó là 1.066 giây, hay 17 phút 46 giây, đã đạt được vào tháng 1/2025 do lò tokamak EAST của Trung Quốc thực hiện.
Điều đó có nghĩa là lò tokamak WEST do Trung tâm nghiên cứu hạt nhân CEA Cadarache của Pháp vận hành đã vượt qua thành tích của lò tokamak EAST của Trung Quốc 4 phút 29 giây — cải thiện đáng kể 25% thời lượng duy trì trạng thái plasma.
Việc giữ plasma ổn định lâu dài không chỉ giúp tokamak WEST của Pháp tạo dấu ấn trên bản đồ khoa học toàn cầu mà còn mở ra triển vọng cho các dự án lớn như “Mặt trời nhân tạo” ITER.
Bên trong lò tokamak WEST. Ảnh: Science Photo Library
“Bước tiến vượt bậc này chứng minh kiến thức của chúng ta về plasma và khả năng kiểm soát chúng bằng công nghệ trong thời gian dài đang ngày càng hoàn thiện hơn, đồng thời mang lại hy vọng rằng plasma nhiệt hạch có thể được ổn định trong thời gian dài hơn trong các cỗ máy như ITER” - CEA cho biết.
Lò phản ứng thử nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER), hiện đang được xây dựng ở miền Nam nước Pháp, có được đi vào vận hành hay không là phụ thuộc vào khả năng duy trì plasma - thành phần cơ bản của phản ứng tổng hợp hạt nhân - trong thời gian dài.
Tokamak WEST của Pháp thuộc mạng lưới nghiên cứu toàn cầu cùng với JET (Anh), JT-60SA (Nhật Bản) và tokamak EAST (Trung Quốc).
Một thách thức lớn hiện nay là đảm bảo nguồn cung tritium - nhiên liệu thiết yếu cho phản ứng tổng hợp hạt nhân. Các nước như Anh và Ý đang đầu tư mạnh vào các trung tâm công nghệ tiên tiến để giải quyết vấn đề này.
Việc đảm bảo nguồn cung tritium ổn định là yếu tố sống còn để đưa các lò tổng hợp hạt nhân vào hoạt động thương mại, hướng tới nguồn năng lượng sạch, bền vững và gần như vô hạn.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân tạo ra năng lượng sạch bằng cách tái tạo quá trình cung cấp năng lượng cho Mặt Trời, kết hợp các hạt nhân nhẹ (như hydro) để tạo thành hạt nhân nặng hơn (như heli), giải phóng lượng năng lượng khổng lồ trong quá trình này.
Chỉ 1 gram hydro có thể tạo ra năng lượng tương đương với hàng ngàn lít dầu, Petrovietnam cho biết.
Trong phản ứng tổng hợp, các hạt nhân như deuterium và tritium (đồng vị của hydro) được ép lại với nhau dưới nhiệt độ và áp suất cực cao. Quá trình này làm các hạt nhân hợp nhất, giải phóng năng lượng cực lớn và rất sạch, lý do: