Trung Quốc quyết dẫn đầu công nghệ hạt nhân với lò phản ứng lai độc nhất thế giới

Trung Quốc đang khởi động xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch – phân hạch đầu tiên trên thế giới, dấu hiệu mới nhất cho thấy Bắc Kinh đang nắm giữ vị trí dẫn đầu toàn cầu trong lĩnh vực sản xuất điện hạt nhân tiên tiến.

Trung Quốc đặt mục tiêu xây dựng lò phản ứng hợp hạch – phân hạch đầu tiên trên thế giới vào năm 2031. Trong ảnh, một kỹ thuật viên đang làm việc tại lò phản ứng nhiệt hạch thử nghiệm siêu dẫn tiên tiến Tokamak (EAST) của Trung Quốc. Ảnh: Facebook/Asiatimes

Theo trang Asia Times, nhà máy điện hạt nhân với lò phản ứng lai chưa từng có, giữa nhiệt hạch (fusion) và phân hạch (fission), sẽ đưa Trung Quốc lên vị trí dẫn đầu về năng lượng hạt nhân toàn cầu nếu được xây dựng và vận hành như lời quảng cáo

Asia Times cho biết, Trung Quốc đang tiến hành khởi công dự án lò phản ứng hợp hạch (hay nhiệt hạch) – phân hạch đầu tiên trên thế giới vào năm 2031, dấu hiệu mới nhất cho thấy Bắc Kinh đang nắm giữ vị trí dẫn đầu toàn cầu trong lĩnh vực sản xuất điện hạt nhân tiên tiến.

Cơ sở này, chính thức được gọi là lò phản ứng siêu dẫn nhiệt độ cao Xinghuo, dự kiến ​​có chi phí đầu tư 20 tỷ nhân dân tệ (2,76 tỷ USD), được cho là ngang bằng với chi phí xây dựng một nhà máy điện hạt nhân truyền thống của Trung Quốc. Xinghuo có nghĩa là “tia lửa” trong tiếng Trung.

Cơ sở lò phản ứng lai này sẽ được xây dựng ở phía đông nam tỉnh Giang Tây, nhằm mục đích tạo ra công suất 100 megawatt điện liên tục, tương đương với 10% sản lượng của một nhà máy điện hạt nhân.

Wu Rui, chủ tịch Tập đoàn Điện lực Giang Tây (Jiangxi Electronics Group), một doanh nghiệp nhà nước, nói với phương tiện truyền thông địa phương hồi tháng 2 rằng công ty hiện đang huy động vốn cho dự án và sẽ thấy “kết quả” vào cuối quý 2.

Ông cho biết công ty sẽ hoàn thành thiết kế hệ thống của cơ sở trong năm nay, sản xuất và kiểm tra các thiết bị có liên quan từ năm 2026 đến năm 2027, lắp ráp và thử nghiệm máy từ năm 2028 đến năm 2029 và hoàn thành giai đoạn đầu tiên của lò phản ứng vào năm 2031.

Tuy nhiên, ông Wu Rui không nói liệu lò phản ứng “mặt trời nhân tạo” có sẵn sàng để phát điện thực tế vào thời điểm đó hay không.

Mặc dù vậy, dự án rõ ràng đang chuyển động tích cực. Vào ngày 15/3, Shi Fayong, Phó tổng giám đốc của Công ty Xây dựng Công nghiệp hạt nhân Trung Quốc số 23 (CNi23), đã đến thăm Giang Tây để gặp ông Wu. CNi23 là một đơn vị của Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC) do nhà nước sở hữu.

Một tài liệu đấu thầu công khai được đăng trên zbytb.com, một nền tảng đấu thầu và mua sắm của Trung Quốc, cho thấy Tập đoàn Điện lực Giang Tây đang tìm kiếm một công ty để tiến hành đánh giá tác động môi trường cho cơ sở nhiệt hạch – phân hạch, sẽ được đặt tại “Đảo Khoa học” Yaohu của Giang Tây trong khu công nghệ cao Nam Xương.

Vào ngày 25/3, một nhóm chuyên gia sản xuất điện hạt nhân, kiến ​​trúc sư và giám đốc điều hành công ty xây dựng đã tổ chức một hội nghị thượng đỉnh tại Giang Tây để thảo luận về việc xây dựng cơ sở này.

Tất cả các hoạt động như vậy đều dựa trên thỏa thuận khung hợp tác vào tháng 11/2023 giữa đơn vị Lianovation Superconductor của Điện lực Giang Tây (Jiangxi Electronics) và Viện thiết kế và nghiên cứu CNNC Fusion (Thành Đô) để xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch – phân hạch tại Giang Tây.

Trong phản ứng nhiệt hạch giới hạn từ, các hạt plasma (deuterium và tritium – hai đồng vị của hydro) bị chảy ra và hợp nhất trong từ trường của tokamak – một cỗ máy nhiệt hạch hạt nhân hình bánh rán do các nhà khoa học Liên Xô phát triển lần đầu tiên vào năm 1958.

Sơ đồ lò phản ứng điện hợp hạch – phân hạch. Ảnh: Viện Vật lý Kỹ thuật Trung Quốc

Lò phản ứng lai mà Trung Quốc sẽ xây dựng cũng hoạt động tương tự nhưng các neutron di chuyển tốc độ cao sẽ va chạm và phân tách uranium-238 hoặc thorium-232. Phản ứng này, giống như vụ nổ bom hydro, được cho là dễ thực hiện hơn nhiều so với phản ứng nhiệt hạch “thuần túy”.

Trong hệ thống lai, phản ứng phân hạch chậm lại khi phản ứng nhiệt hạch ngừng tạo ra neutron nhanh để ngăn chặn kịch bản tan chảy hạt nhân. Lò phản ứng của Jiangxi Electronics vẫn cần phải có được sự chấp thuận của Hội đồng Nhà nước.

Năm 2008, Trung Quốc đã phê duyệt kế hoạch xây dựng các nhà máy điện hạt nhân ở một số tỉnh đảo, bao gồm một nhà máy ở Pengze của Giang Tây và các nhà máy khác ở Hồ Bắc và Hồ Nam. Tuy nhiên, sau thảm họa hạt nhân Fukushima năm 2011 tại Nhật Bản, Trung Quốc đã đình chỉ tất cả các dự án hạt nhân trong đất liền do lo ngại về an toàn.

Năm 2021, một địa điểm trước đây được chỉ định cho một nhà máy điện hạt nhân ở Pengze đã được chuyển đổi thành một nhà máy điện mặt trời.

Tháng 8 năm ngoái, Hội đồng Nhà nước đã phê duyệt 5 dự án hạt nhân bao gồm 11 lò phản ứng, tất cả đều ở các tỉnh ven biển, bao gồm Quảng Đông, Sơn Đông, Chiết Giang và Giang Tô. Tổng vốn đầu tư của các nhà máy dự kiến ​​vào khoảng 31 tỷ USD,, hoặc 2,82 tỷ USD cho mỗi lò phản ứng.

Duan Xuru, nhà khoa học tổng hợp hạt nhân hàng đầu của CNNC, cho biết vào ngày 4/3 rằng, Trung Quốc sẽ sẵn sàng giới thiệu các ứng dụng năng lượng tổng hợp thuần túy của mình vào khoảng năm 2045 và hy vọng sẽ thương mại hóa chúng vào năm 2050.

“Các viện nghiên cứu khoa học, doanh nghiệp nhà nước trung ương và các trường đại học đã tham gia vào lĩnh vực này trong một thời gian dài. Trong những năm gần đây, một số công ty tư nhân trong nước và vốn xã hội cũng đã tích cực tham gia vào nghiên cứu và phát triển (R&D) công nghệ tổng hợp hạt nhân”, ông Duan cho biết.

Tuy nhiên, ông nói rằng Trung Quốc vẫn thiếu nhân tài và nguồn lực R&D để giải quyết mọi thách thức kỹ thuật liên quan. Theo ông Xuru, Bắc Kinh vẫn cần xây dựng một số cơ sở hạ tầng R&D quan trọng, đòi hỏi kỹ thuật tinh vi và mức đầu tư cao.

“Một số công ty có thể nghĩ rằng nhà máy điện nhiệt hạch đầu tiên trên thế giới sẽ hoàn thành vào đầu những năm 2030″, Xu Chunyang, một nhà nghiên cứu tại Viện Chiến lược Công nghiệp Hạt nhân Trung Quốc (CINIS), một công ty con do CNNC sở hữu hoàn toàn, cho biết. “Nhưng chúng ta nên xem xét sự phát triển toàn cầu của công nghệ nhiệt hạch hạt nhân một cách bình tĩnh”.

Ông cho biết mọi người không nên đánh giá thấp chi phí cao của quá trình R&D năng lượng nhiệt hạch, thời gian cần thiết để giải quyết các vấn đề hoặc tính phức tạp của các dự án khoa học và kỹ thuật.