Viện nghiên cứu tổng hợp hạt nhân quốc gia Hàn Quốc (NFRI) ngày 24/11 công bố lò phản ứng Tokamak siêu dẫn Hàn Quốc (KSTAR), còn được gọi là Mặt trời nhân tạo, đã vận hành thành công thể plasma ở nhiệt độ siêu cao 100 triệu độ C trong vòng 20 giây.

Nhiệt độ 100 triệu độ C là nhiệt độ cao gấp 7 lần so với nhiệt độ 15 triệu độ C ở tâm của Mặt trời. Đây là lần đầu tiên trên thế giới một thiết bị tổng hợp hạt nhân vận hành thể plasma ở nhiệt độ này trên 10 giây.

Trước đó, KSTAR đã vận hành thể plasma ở nhiệt độ trên 100 triệu độ C trong khoảng thời gian là 1,5 giây vào năm 2018, tháng 3 năm nay là trên 8 giây.

KSTAR là một thiết bị nghiên cứu tổng hợp hạt nhân siêu dẫn được phát triển bằng công nghệ Hàn Quốc trong 12 năm từ năm 1995-2007, nhằm tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân tương tự như trên Mặt trời để sản xuất ra năng lượng. Điều cốt lõi là cần phải duy trì thể plasma ở một nhiệt độ siêu cao ổn định trong thời gian dài. Thể plasma là một thể thứ tư với những đặc tính khác với thể rắn, thể lỏng và thể khí.

Các thiết bị tổng hợp hạt nhân khác không sử dụng nam châm siêu dẫn như KSTAR, mà sử dụng nam châm đồng có độ truyền dẫn thông thường nên bị hạn chế trong việc vận hành với thời gian dài khi nhiệt độ tăng lên quá mức. 

Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc duy trì thể plasma trong thời gian dài thông qua "khối truyền dẫn nội bộ" (ITB), bằng cách tạo ra một bức tường phía trong thể plasma, giúp mở rộng hiệu suất của plasma cao hơn mức hiệu suất vận hành.

Viện nghiên cứu đặt mục tiêu có thể vận hành KSTAR liên tục trong vòng 300 giây cho tới năm 2025, để tiến tới thương mại hóa việc sản xuất điện bằng năng lượng tổng hợp hạt nhân vào năm 2040, sớm hơn 10 năm so với mục tiêu của dự án "Dự án lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER).

Giám đốc dự án nghiên cứu KSTAR Yoon Si-woo cho biết năng lượng tổng hợp hạt nhân có hiệu suất cao gấp 10 lần so với phát điện bằng năng lượng nguyên tử sử dụng phản ứng phân hạch hạt nhân, lại không có lo ngại rò rỉ chất phóng xạ, nên là nguồn năng lượng sạch thế hệ mới. Thành quả nghiên cứu lần này được kỳ vọng sẽ đóng góp lớn cho dự án ITER.

Đợt thử nghiệm lần này có sự đồng tham gia của nhóm nghiên cứu Khoa Công nghệ hạt nhân nguyên tử Đại học quốc gia Seoul, nhóm nghiên cứu Đại học Colombia, Mỹ. Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục thử nghiệm tới ngày 10/12, sau đó công bố với giới học giả nghiên cứu tổng hợp hạt nhân toàn thế giới tại "Hội thảo năng lượng tổng hợp hạt nhân" do Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) tổ chức vào tháng 5 năm sau.