Mặt trời nhân tạo của Hàn Quốc lập kỷ lục thế giới, chạy trong 20 giây ở 100 triệu độ C

Một thiết bị nhiệt hạch của Hàn Quốc đã lập kỷ lục thế giới mới với một "mặt trời nhân tạo" duy trì một dòng plasma có nhiệt độ 100 triệu độ C trong khoảng thời gian 20 giây.

KSTAR: Viện Nghiên cứu Hợp nhất Hàn Quốc ra mắt năm 2016

Cơ quan Nghiên cứu Tiên tiến Tokamak siêu dẫn Hàn Quốc hay KSTAR đã có một bước tiến lớn trong việc phát triển một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân. Khám phá sức mạnh của phản ứng tổng hợp hạt nhân là ước mơ của các nhà khoa học từ đầu thế kỷ 20 nhưng đây là một bài toán khó giải. Phản ứng tổng hợp hạt nhân, hoạt động bằng cách kết hợp hai hạt nhân nguyên tử thành một hạt nhân lớn hơn để giải phóng năng lượng, mang lại lợi ích từ việc năng lượng giải phóng sẽ lớn hơn năng lượng tiêu thụ.

Về bản chất, một lò phản ứng nhiệt hạch đang hoạt động sẽ cho phép các nhà khoa học khai thác năng lượng của mặt trời trên Trái đất nhằm giải quyết nhu cầu năng lượng của hành tinh.

Các nhà khoa học ở Hàn Quốc hiện đang tiến gần hơn một bước nữa đến việc hiện thực hóa giấc mơ này nhờ thiết bị nhiệt hạch siêu dẫn KSTAR, được đặt biệt danh là "mặt trời nhân tạo" của Hàn Quốc.

Mặc dù không phải là một lò phản ứng hoạt động, vào ngày 24/11/2020, cỗ máy này đã duy trì một dòng plasma liên tục trong 20 giây, đạt nhiệt độ ion 100 triệu độ C.

Để so sánh, lõi của Mặt trời có nhiệt độ 15 triệu độ C.

Thành tựu này là sản phẩm của các nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu thuộc Viện Năng lượng Nhiệt hạch Hàn Quốc (KFE), hợp tác với Đại học Quốc gia (SNU) và Đại học Columbia của Hoa Kỳ.

Các nhà khoa học Hàn Quốc đã lập kỷ lục mới với thiết bị nhiệt hạch KSTAR (Ảnh: GETTY)

Nỗ lực nghiên cứu lần này được đặt tên là Chiến dịch Plasma KSTAR 2020 và nó đã vượt qua kỷ lục 8 giây của năm ngoái. Năm trước nữa, 2018, KSTAR đã đạt được nhiệt độ plasma 100 triệu độ C nhưng chỉ duy trì trong khoảng 1,5 giây.

Và 4 năm trước, vào tháng 12/2016, KSTAR chạy trong 70 giây ở nhiệt độ khoảng 50 triệu độ C.

Các thiết bị Tokamak như KSTAR tái tạo các phản ứng nhiệt hạch tương tự như xảy ra trên Mặt trời, ngay tại Trái đất.Mặc dù KSTAR không phải là thiết bị đầu tiên đạt nhiệt độ plasma 100 triệu C, nhưng nó là thiết bị đầu tiên chạy trong hơn 10 giây.

Theo Viện Bảo vệ Bức xạ và An toàn Hạt nhân (IRSN), có khoảng 250 thiết bị Tokamak trên khắp thế giới.

Để tái tạo phản ứng nhiệt hạch trên Mặt Trời, các đồng vị hydro phải được đặt bên trong một thiết bị như KSTAR nhằm tạo nên trạng thái plasma, nơi các ion bị tách khỏi electron và được đốt nóng ở nhiệt độ cao.

Đến năm 2025, NFRI hy vọng KSTAR có thể vận hành liên tục trong vòng 300 giây ở mức nhiệt 100 triệu độ C. Đặt mục tiêu đến năm 2040, Hàn Quốc tiến đến thương mại hóa sản xuất điện bằng phản ứng nhiệt hạch. Lộ trình mà viện nghiên cứu đề ra sớm hơn 10 năm so với mục tiêu của Dự dán lò phản ứng nhiệt hạch quốc tế (ITER).

Tokamak là từ viết tắt của thuật ngữ tiếng Nga "toroïdalnaïa kameras magnitnymi katushkami" hoặc "buồng hình xuyến có cuộn dây từ tính".

Yoon Si-woo, Giám đốc dự án KSTAR cho biết năng lượng tổng hợp từ phản ứng nhiệt hạch có hiệu suất cao gấp 10 lần so với phân hạch truyền thống, đồng thời giảm thiểu tối đa rủi ro rò rỉ chất phóng xạ nên có thể xem đây là nguồn năng lượng sạch thế hệ mới.

Minh Anh - theo Express.co.uk