Trung Quốc đã đạt được bước tiến đáng kể trong việc hiện thực hoá giấc mơ triển khai năng lượng sạch thông qua phản ứng nhiệt hạch. “Mặt trời nhân tạo” hiện đại nhất Trung Quốc, thiết bị tokamak Huanliu-3 (HL-3), đã bước vào giai đoạn thử nghiệm mới với một hệ thống là bản sao kỹ thuật số.
Các thiết bị Tokamak, thường được gọi là “mặt trời nhân tạo”, có kích thước lớn và kinh phí đắt đỏ. Các nhà khoa học kỳ vọng rằng cỗ máy này - với khả năng tạo ra năng lượng như cách mặt trời tạo ra nhiệt và ánh sáng, có thể cung cấp năng lượng sạch, an toàn và gần như vô hạn.
HL-3 là cỗ máy do Tổng công ty Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC) phát triển, mô phỏng quá trình cung cấp năng lượng cho mặt trời. HL-3 sử dụng từ trường mạnh để “giam hãm” và làm nóng một plasma của các đồng vị hydro, buộc chúng hợp nhất và giải phóng nguồn năng lượng khổng lồ.
Quá trình này cần phải được kiểm soát và giám sát một cách chính xách, đặc biệt là khi “nung nóng” buồng chân không. Giai đoạn “nung nóng” bao gồm nung buồng chân không ở nhiệt độ cực cao để loại bỏ các tạp chất có thể phá vỡ plasma.
Do đó, hệ thống mới có vai trò rất quan trọng, được coi là “mắt thần” để giám sát hoạt động của thiết bị theo thời gian thực. Hệ thống mới tạo ra một mô hình ảo của buồng chân không HL-3, cung cấp cho các nhà khoa học dữ liệu theo thời gian thực về việc phân bổ nhiệt độ.
Nhờ nhận thông tin từ các cảm biến vật lý bên trong buồng và sử dụng các thuật toán tiên tiến, bản sao kỹ thuật số của cỗ máy sẽ mô phỏng một cách toàn diện và chính xác về quá trình nung nóng buồng chân không.
Công nghệ này có thể tăng cường tính an toàn khi cho phép các nhà khoa học giám sát liên tục và phát hiện sớm các rủi ro tiềm ẩn. Ngoài ra, “mặt trời nhân tạo” có thể hoạt động hiệu quả hơn khi hệ thống “mắt thần” giúp các nhà khoa học có thể tinh chỉnh quá trình nung nóng và tối ưu hiệu suất.
Trước đó, vào tháng 12/2023, CNNC đã mở cửa tham quan cỗ máy HL-3 cho cộng đồng khoa học toàn cầu, thúc đẩy sự hợp tác quốc tế trong việc theo đuổi năng lượng sạch. Đáng chú ý, HL-3 đã trở thành tiêu điểm hồi tháng 6, khi các nhà khoa học Trung Quốc cho biết họ đã khám phá ra một cấu trúc từ trường tiên tiến “đầu tiên trên thế giới” bằng cách sử dụng thiết bị tokamak này.
Thành tựu mới nhất của Trung Quốc trong nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân được công bố cùng thời điểm với những nỗ lực toàn cầu nhằm khai thác nguồn năng lượng dồi dào và sạch này. Gần đây, Mỹ đã hoàn thiện nam châm chính đầu tiên cho lò phản ứng tổng hợp hạt nhân hình quả táo.
Trong khi đó, một công ty Nhật Bản cũng thông báo họ đang phát triển lò phản ứng tổng hợp hạt nhân ổn định đầu tiên trên thế giới. Anh cũng đang tích cực tham gia vào lĩnh vực này.
Vu Lam
