Trong bối cảnh tìm kiếm nguồn năng lượng sạch và bền vững, lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới đang được xây dựng tại Pháp hứa hẹn sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành năng lượng. Với sự hỗ trợ của công nghệ tiên tiến, lò phản ứng này không chỉ là một công trình kỹ thuật vĩ đại mà còn là biểu tượng cho sự hợp tác quốc tế trong nghiên cứu năng lượng.
Cuộn solenoid trung tâm của lò phản ứng này là một trong những thành phần quan trọng nhất, đóng vai trò như “trái tim” của hệ thống. Được thiết kế và phát triển qua hơn 40 năm với sự tham gia của hơn 30 quốc gia, dự án này không chỉ nhằm chứng minh khả năng của phản ứng nhiệt hạch mà còn hướng tới việc cung cấp nguồn năng lượng sạch cho tương lai.
Để đạt được mục tiêu này, lò phản ứng nhiệt hạch ITER cần một hệ thống nam châm cuộn solenoid trung tâm với 6 module nặng gần 3.000 tấn. Khi hoàn thành, hệ thống này sẽ có khả năng nâng một khối lượng tương đương với 10 chiếc xe tải lớn, cho thấy sức mạnh và độ bền của công nghệ hiện đại.
Khi lò tokamak ITER đi vào hoạt động, nó sẽ có khả năng chịu nhiệt độ gấp 10 lần so với lõi của Mặt Trời, đồng thời duy trì một số bộ phận ở gần mức độ 0 tuyệt đối (-273,15 độ C). Hệ thống nam châm ở lõi sẽ tạo ra một “lá chắn vô hình” giúp giữ plasma siêu nóng đủ lâu để khởi động phản ứng nhiệt hạch, mở ra khả năng sản xuất năng lượng vô hạn.
Tokamak, một thuật ngữ có nguồn gốc từ tiếng Nga, mô tả một lò phản ứng nhiệt hạch hình bánh vòng, sử dụng xung từ để ion hóa các đồng vị của hydro như deuterium và tritium. Plasma ion hóa sẽ được giữ trong một “lồng vô hình” nhờ năng lượng từ trường, trong khi các hệ thống gia nhiệt bên ngoài sẽ nâng nhiệt độ plasma lên hơn 150 triệu độ C, cao hơn nhiều so với nhiệt độ lõi Mặt Trời. Tại nhiệt độ này, các hạt nhân nguyên tử sẽ bắt đầu hợp nhất, giải phóng một lượng nhiệt khổng lồ có thể được chuyển đổi thành năng lượng sạch.
Với một khối lượng nhỏ của deuterium và tritium, quá trình hợp nhất sẽ tạo ra một lượng năng lượng lớn. Dự kiến, 10.000 tấn nam châm siêu dẫn của ITER sẽ duy trì plasma ở nhiệt độ cao đủ lâu để phản ứng nhiệt hạch diễn ra, với khả năng sản xuất 500 megawatt điện chỉ từ 50 megawatt công suất nhiệt đầu vào, gấp 10 lần hiệu suất thông thường.
Dự án ITER đã gặp nhiều khó khăn trong quá trình triển khai do các vấn đề về hậu cần, thay đổi địa chính trị và áp lực tài chính. Tuy nhiên, sau khi hoàn thành module cuối cùng của cuộn solenoid trung tâm, các công việc lắp đặt và chuẩn bị cho thử nghiệm đang được tiến hành. Giai đoạn khởi động để tạo ra plasma có thể sẽ không diễn ra cho đến năm 2033, nhưng ITER vẫn là biểu tượng cho tiềm năng của lò phản ứng tokamak và tương lai của năng lượng bền vững.
An Khang (Tổng hợp)
