Công ty khởi nghiệp nhiệt hạch Trung Quốc tạo phản ứng không neutron
Trong một hội trường thử nghiệm ở Lang Phường, thành phố thuộc tỉnh Hà Bắc ngay phía nam Bắc Kinh, các kỹ sư nhìn màn hình sáng lên vào một đêm cuối tháng Chín. Hơn hai mươi tín hiệu hạt alpha xuất hiện cùng lúc, thời điểm của chúng gần như thẳng hàng hoàn hảo. Sau một tuần kiểm tra lại và thẩm định của chuyên gia, nhóm xác nhận điều họ thấy: một phản ứng nhiệt hạch đã diễn ra bên trong cỗ máy do một công ty tư nhân chế tạo.
Thiết bị mang tên Xuanlong-50U, một tokamak hình cầu — chai từ trường hình bánh vòng được thiết kế để giữ plasma siêu nóng. Đơn vị chế tạo là ENN Fusion, nhánh nhiệt hạch của một tập đoàn năng lượng Trung Quốc vốn nổi tiếng hơn với khí tự nhiên. Điều khiến kết quả này khác thường là nhiên liệu. Hầu hết thí nghiệm nhiệt hạch dùng deuterium và tritium, các đồng vị hydro dễ hợp nhất tương đối nhưng giải phóng một lượng lớn neutron năng lượng cao. Những neutron đó có thể hoạt hóa vật liệu xung quanh, nghĩa là lò phản ứng cần che chắn nặng và tạo ra chất thải phóng xạ.
Xuanlong-50U thay vào đó chạy bằng hydro và boron. Kết hợp một proton với boron-11 tạo ra ba hạt alpha — hạt nhân heli — và gần như không có neutron. Công ty mô tả đây là lần đầu tiên một công ty nhiệt hạch thương mại đạt phản ứng hydro-boron trong thiết bị của chính mình, và lần đầu tiên một cỗ máy giam giữ từ trường Trung Quốc chạy bằng nhiên liệu tiên tiến ở chế độ sạch, không neutron.
Sức hấp dẫn là rõ ràng. Boron dồi dào trong vỏ Trái Đất, và hydro có ở khắp nơi. Một lò phản ứng đốt chúng sẽ tạo ra ít chất phóng xạ hơn nhiều, có khả năng giảm bớt gánh nặng che chắn và bảo trì khiến các nhà máy nhiệt hạch thông thường trở nên đắt đỏ. Vấn đề là nhiệt hạch hydro-boron đòi hỏi nhiệt độ cao hơn khoảng mười lần so với phản ứng deuterium-tritium — điều kiện ở ranh giới mà bất kỳ cỗ máy hiện tại nào có thể duy trì.
Đó là lý do kết quả ở Lang Phường cần được đọc cẩn thận. Nhóm báo cáo các tín hiệu hạt alpha phù hợp với nhiệt hạch, không phải thu hoạch năng lượng ròng. Không ai tuyên bố rằng một nhà máy điện sắp thành hiện thực. Phản ứng này là một cột mốc vật lý, dấu hiệu rằng chu trình nhiên liệu có thể được đánh lửa và quan sát, chứ không phải một đột phá thương mại. Các nhà nghiên cứu nhiệt hạch đã học được cách kiên nhẫn: khoảng cách giữa phản ứng đầu tiên và điện hữu ích đã nuốt chửng nhiều thập kỷ trước đây.
Tuy nhiên, hướng đi vẫn quan trọng. Nhiệt hạch thường được mô tả là nguồn năng lượng tối hậu vì nhiên liệu của nó đến từ nước biển và đá, và vì nó không tạo ra chất thải tồn tại lâu dài cũng như khí nhà kính. Trong nhiều năm, lĩnh vực này bị chi phối bởi các siêu dự án do chính phủ tài trợ như ITER, tokamak quốc tế đang được xây dựng ở Pháp. Giờ đây các công ty tư nhân ở Mỹ, Anh, Nhật Bản và Trung Quốc đang đua nhau với tiến độ nhỏ hơn, nhanh hơn, đặt cược rằng nam châm, vật liệu và phần mềm điều khiển mới có thể rút ngắn lịch trình.
Bối cảnh nhiệt hạch Trung Quốc đã trở nên đông đúc. Các phòng thí nghiệm nhà nước vận hành EAST ở Hợp Phì và HL-3 ở Thành Đô, trong khi một làn sóng startup và chương trình doanh nghiệp theo đuổi các thiết kế thay thế. Con đường của ENN — một tokamak hình cầu đốt nhiên liệu tiên tiến — là một trong những canh bạc tham vọng hơn, vì máy hình cầu nhỏ gọn nhưng nổi tiếng khó điều khiển.
Đối với độc giả toàn cầu, điểm mấu chốt rất đơn giản. Nhiệt hạch chưa được giải quyết. Nhưng danh sách các nhóm sẵn sàng thử phiên bản khó nhất của bài toán ngày càng dài, và một trong số đó giờ đây nằm trong một khu công nghiệp cải tạo ở Hà Bắc, theo dõi các hạt alpha trong bóng tối.