Hàng ngàn năm qua, các nhà giả kim thuật đã thất bại trong giấc mơ biến kim loại thường thành vàng. Tuần này, một startup tại San Francisco tuyên bố họ đã làm được điều đó bằng vật lý hạt nhân, và vượt kỷ lục của CERN gấp 10 lần. Thực tế phức tạp hơn nhiều so với tuyên bố.
Công ty đứng sau tuyên bố gây chú ý này là Marathon Fusion. Doanh nghiệp cho biết các thí nghiệm gần đây đã tạo ra vàng ổn định từ thủy ngân bằng neutron sinh ra trong phản ứng nhiệt hạch. Tuy nhiên, kết quả vẫn cần được xác minh độc lập, còn khả năng sản xuất vàng thương mại chưa được chứng minh.
Phương pháp Marathon Fusion đề xuất sử dụng neutron từ phản ứng nhiệt hạch giữa deuterium và tritium để tác động lên thủy ngân-198. Quá trình này tạo ra thủy ngân-197, một đồng vị phóng xạ sau đó phân rã thành vàng-197, đồng vị vàng ổn định cũng có trong các thỏi vàng được lưu trữ tại ngân hàng trung ương.
Trên thực tế, giới khoa học đã từng tạo ra vàng trong các thí nghiệm vật lý hạt nhân. Thí nghiệm ALICE tại Máy gia tốc hạt lớn của CERN ước tính chỉ tạo ra khoảng 29 picogram vàng trong suốt 4 năm hoạt động. Đây là lượng cực nhỏ, cho thấy khoảng cách rất lớn giữa việc chứng minh một phản ứng có thể xảy ra và sản xuất kim loại quý với quy mô có ý nghĩa kinh tế.
Marathon Fusion cho biết kết quả mới đạt tốc độ chuyển hóa gấp 10 lần kỷ lục CERN. Dù vậy, các biểu đồ phổ năng lượng mà công ty công bố chưa đủ để xác định chính xác tổng lượng vàng tạo ra, độ tinh khiết, hiệu suất hay chi phí sản xuất. Vì thế, tuyên bố này vẫn cần được kiểm chứng độc lập trước khi có thể xem là một bước đột phá đã được xác nhận.
Tham vọng sản xuất 2 tấn vàng mỗi năm
Điều khiến tuyên bố của Marathon Fusion thu hút sự chú ý không chỉ nằm ở việc tạo ra vàng, mà còn ở quy mô sản xuất mà công ty hướng tới.
Trong nghiên cứu công bố năm 2025, doanh nghiệp ước tính một nhà máy nhiệt hạch được thiết kế phù hợp, có công suất 1 GW nhiệt, có thể sản xuất khoảng 2 tấn vàng mỗi năm như một sản phẩm phụ trong quá trình vận hành. Đây là kết quả tính toán dựa trên mô hình, không phải sản lượng đã được chứng minh trong thực tế.
Nếu khả thi, phương pháp này có thể đặt ra câu hỏi về sự khan hiếm của vàng, vốn phụ thuộc đáng kể vào việc khai thác tài nguyên trong tự nhiên. Tuy nhiên, sản xuất vàng bằng phản ứng hạt nhân phức tạp hơn nhiều so với tạo kim cương nhân tạo. Công nghệ này đòi hỏi hệ thống nhiệt hạch vận hành ổn định, chi phí xử lý thủy ngân hợp lý và quy trình kiểm soát các sản phẩm phóng xạ.
Đặc biệt, vật liệu thu được ban đầu có thể lẫn các đồng vị phóng xạ. Chúng phải được quản lý và xử lý an toàn trước khi vàng có thể được sử dụng. Do đó, ngay cả khi phản ứng chuyển hóa hoạt động như dự kiến, việc tạo ra vàng với giá thành cạnh tranh vẫn là một bài toán chưa có lời giải.
Vàng có thể chưa phải ứng dụng quan trọng nhất
Đáng chú ý, Marathon Fusion không chỉ nhắm đến thị trường kim loại quý. Công ty còn muốn sử dụng neutron từ phản ứng nhiệt hạch để sản xuất các đồng vị phóng xạ phục vụ y học, lĩnh vực có những ứng dụng thiết thực hơn trong chẩn đoán và điều trị ung thư.
Doanh nghiệp cho biết đã thử nghiệm chiếu xạ kẽm để tạo ra đồng-64 và đồng-67. Đồng-64 được sử dụng trong chẩn đoán hình ảnh y khoa, trong khi đồng-67 có ứng dụng trong liệu pháp điều trị ung thư bằng đồng vị phóng xạ.
Theo định hướng của Marathon Fusion, các lò nhiệt hạch trong tương lai có thể trở thành một nguồn cung bổ sung cho những đồng vị này. Tuy nhiên, khả năng thương mại hóa vẫn phụ thuộc vào sản lượng, độ tinh khiết, cơ sở xử lý, quy định cấp phép và năng lực phân phối ổn định.
Để tiến tới mục tiêu đó, startup đang phát triển lò nhiệt hạch tại San Francisco, với tham vọng tạo ra dòng neutron có cường độ và mật độ đủ cao cho các ứng dụng công nghiệp. Công ty đặt mục tiêu hướng một nghìn tỷ neutron mỗi giây vào một mục tiêu chỉ rộng 1 cm và duy trì hoạt động liên tục trong nhiều năm.
Giới đầu tư và công nghệ nhanh chóng đặt ra câu hỏi: nếu kim cương nhân tạo từng làm sụp đổ thị trường kim cương tự nhiên, vàng do lò phản ứng tạo ra có thể làm điều tương tự không?
Nhưng so sánh đó bỏ qua một khoảng cách kỹ thuật rất lớn. Kim cương nhân tạo dùng quy trình hóa học để tái tạo điều kiện hình thành kim cương, chi phí đã giảm mạnh nhờ cải tiến kỹ thuật liên tục. Ngay cả như vậy, công nghệ này cũng mất hàng chục năm mới tác động đến thị trường kim cương thế giới.
Trong khi đó, việc biến đổi hạt nhân nguyên tử phức tạp hơn nhiều và tốn kém một nguồn năng lượng khủng khiếp so với tạo ra kim cương. Thậm chí ngay cả việc tạo ra một lò phản ứng điện nhiệt hạch để đủ cung cấp năng lượng cho quá trình đó cũng đã vô cùng phức tạp. Điều này cho thấy, ngay cả khi nghiên cứu là Marathon Fusion là có thật, việc tác động đến thị trường vàng toàn cầu khó có thể xảy ra ngay lập tức.
Nguyễn Hải
