Tin tức 
Thông tin Coin 
Về chúng tôi 
Theo *헬리온에너지(Helion Energy)* chia sẻ trên podcast của Lex Fridman (ngày cụ thể không nêu), nếu nhân loại *thương mại hóa năng lượng hạt nhân nhiệt hạch* thành công, trật tự *năng lượng toàn cầu* có thể thay đổi từ gốc rễ. Thay vì đốt than, dầu hay vận hành các lò phản ứng phân hạch, con người sẽ “nhốt” phản ứng đang vận hành mặt trời vào bên trong một nhà máy trên Trái Đất. Nhiều chuyên gia xem đây là công nghệ đủ sức trở thành *game changer năng lượng* trong vài thập kỷ tới.
Theo nội dung cuộc trao đổi, đồng sáng lập kiêm CEO Helion Energy, tiến sĩ David Kirtley (David Kirtley) gọi năng lượng hạt nhân nhiệt hạch là “cơ chế năng lượng chi phối vũ trụ”. Ông cho rằng chỉ cần *hạt nhân nhiệt hạch* được đưa vào vận hành thương mại, nhân loại sẽ bước vào “kỷ nguyên thừa mứa năng lượng”. Helion đang phát triển hệ thống phát điện dựa trên công nghệ *hạt nhân nhiệt hạch từ giam (magneto-inertial fusion)* và đã thu hút hơn 2 tỷ USD (khoảng 2,89 nghìn tỷ đồng) cam kết đầu tư. Đáng chú ý, công ty đã ký hợp đồng mua bán điện (PPA) với Microsoft(MSFT), cam kết cung cấp điện từ nhà máy *hạt nhân nhiệt hạch* đầu tiên cho đến năm 2028, động thái thu hút sự chú ý lớn từ giới công nghệ và thị trường vốn.
Trong phần giải thích cơ bản, Kirtley mô tả *hạt nhân nhiệt hạch* là “quá trình kết hợp những hạt nhân hydro nhẹ lại với nhau”. Đây chính là phản ứng khiến mặt trời và các ngôi sao phát sáng. Khi hai hay nhiều đồng vị hydro nhẹ (như deuterium – trung khối, tritium – tam khối) kết hợp, chúng tạo thành một hạt nhân nặng hơn, có khối lượng nhỏ hơn tổng khối lượng ban đầu một chút. Phần khối lượng “biến mất” này được chuyển hóa thành năng lượng theo phương trình E=mc² – hiện tượng thường được gọi là “tổn thất khối lượng” (mass defect).
Về nguyên lý, đây là quá trình ngược với *hạt nhân phân hạch* trong các nhà máy điện hạt nhân hiện nay. Phân hạch sử dụng các hạt nhân rất nặng và không ổn định như uranium, plutonium, tách chúng thành các hạt nhân nhẹ hơn để giải phóng năng lượng. Hạt nhân nhiệt hạch đi theo hướng ngược lại: bắt đầu từ những hạt nhân siêu nhẹ, ghép lại thành hạt nhân nặng hơn và “rút” năng lượng từ chênh lệch khối lượng. Dù cùng dựa trên nguyên lý chuyển hóa khối lượng thành năng lượng, điều kiện vật lý, độ khó kỹ thuật và mức độ an toàn của hai công nghệ khác hẳn nhau.
Kirtley nhấn mạnh rằng “phần lớn năng lượng trong vũ trụ thực chất đến từ *hạt nhân nhiệt hạch*”. Trên Trái Đất, các nguồn như nhiên liệu hóa thạch, năng lượng Mặt Trời hay gió cuối cùng cũng đều phụ thuộc vào năng lượng Mặt Trời – tức chính là *hạt nhân nhiệt hạch* đang diễn ra trong lõi sao. Tuy vậy, nghịch lý ở chỗ nhân loại vẫn chưa tận dụng trực tiếp được cơ chế này để phát điện một cách ổn định. Các thí nghiệm hiện tại chủ yếu dừng ở mức thử nghiệm đơn phát hay nghiên cứu cơ bản, chưa có nhà máy phát điện *hạt nhân nhiệt hạch* thương mại nào được hòa lưới.
Một trong những lý do khiến các chính phủ, tập đoàn công nghệ lớn và giới đầu tư tài chính chú ý đến *hạt nhân nhiệt hạch* là yếu tố an toàn mang tính “cơ bản”. Theo Kirtley, “lò phản ứng *hạt nhân nhiệt hạch* nếu gặp sự cố thì đơn giản là tắt”. Để duy trì phản ứng, hệ thống phải giữ được trạng thái plasma siêu nóng, trường từ được điều khiển cực kỳ chính xác, đồng thời đạt được mật độ và áp suất cao. Chỉ cần một trong những điều kiện này bị phá vỡ, plasma sẽ nguội đi, phân tán và phản ứng dừng lại tự nhiên.
Cấu trúc này gần như loại bỏ kịch bản “meltdown” (chảy lõi) quen thuộc trong *hạt nhân phân hạch*, nơi phản ứng dây chuyền mất kiểm soát có thể khiến lõi lò phản ứng nóng chảy. Sau các sự cố Chernobyl và Fukushima, đây là điểm cộng lớn về mặt tâm lý với công chúng vốn có nhiều hoài nghi về năng lượng hạt nhân. Đồng thời, lò *hạt nhân nhiệt hạch* không phụ thuộc vào các kim loại nặng cực kỳ không ổn định và cũng không tạo ra khối lượng lớn chất thải phóng xạ tồn tại hàng chục nghìn năm, nên gánh nặng xử lý chất thải thấp hơn đáng kể. Kirtley xem đây là “lối thoát trực diện” cho lo ngại an toàn đang đè nặng lên ngành điện hạt nhân truyền thống.
Nhờ các đặc tính trên, nhiều phân tích dự báo nhà máy *hạt nhân nhiệt hạch* sẽ đối mặt ít phản đối hơn trong khâu chọn địa điểm xây dựng và xin giấy phép, mở ra cơ hội trở thành nguồn *điện nền* (baseload) quan trọng trong tương lai. Nếu được thương mại hóa, *hạt nhân nhiệt hạch* có thể làm thay đổi cuộc tranh luận về “an toàn – môi trường” vốn xoay quanh so sánh giữa *hạt nhân phân hạch* và năng lượng tái tạo.
Ở góc độ kinh tế – xã hội, Kirtley gọi *hạt nhân nhiệt hạch thương mại* là “chìa khóa bước vào kỷ nguyên mà con người chưa từng trải nghiệm: kỷ nguyên dư dả năng lượng”. Nền văn minh hiện tại vận hành trên giả định có nguồn năng lượng rẻ và ổn định, nhưng đồng thời bị kìm hãm bởi ba nút thắt: phát thải carbon, khủng hoảng khí hậu và rủi ro an ninh năng lượng. Nếu *hạt nhân nhiệt hạch* được thương mại hóa thực sự, những ràng buộc này có thể được nới lỏng rõ rệt.
Về phát thải, nhà máy *hạt nhân nhiệt hạch* không xả CO₂ trong quá trình vận hành, được xếp vào nhóm “nguồn điện không carbon”. Điều này về lý thuyết cho phép giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch ở mức căn bản. Về nguồn cung, các nhiên liệu dựa trên deuterium – tritium có mật độ năng lượng rất cao, trong đó deuterium có thể được chiết xuất từ nước biển với trữ lượng gần như vô hạn. Một số ước tính cho rằng nếu tận dụng hiệu quả, nguồn deuterium trong đại dương có thể đáp ứng nhu cầu điện toàn nhân loại trong từ hàng trăm triệu đến hàng tỷ năm.
Nếu giá điện giảm sâu và nguồn cung trở nên ổn định, những dự án hiện nay bị coi là “không thể vì giá điện quá đắt” sẽ dần có tính khả thi. Từ các trung tâm dữ liệu siêu lớn, đào tạo mô hình trí tuệ nhân tạo, khử mặn nước biển trên quy mô quốc gia, điện khí hóa công nghiệp nặng đến sản xuất hydro xanh – tất cả đều phụ thuộc rất nhiều vào chi phí năng lượng. Kirtley cho rằng “khi *hạt nhân nhiệt hạch thương mại* được giải quyết, cái trần về những gì con người có thể làm sẽ được nâng lên”. Năng suất và tốc độ phát triển công nghệ của nhân loại vì thế có thể tăng mạnh.
Về mặt vật lý, cả *hạt nhân nhiệt hạch* lẫn *hạt nhân phân hạch* đều khai thác “tổn thất khối lượng” để lấy năng lượng, nhưng cơ sở sâu xa lại khác. Kirtley lý giải: khi các hạt nhân nhẹ kết hợp, sản phẩm thu được có khối lượng nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt ban đầu, và sự chênh lệch nhỏ ấy biến thành một lượng năng lượng khổng lồ. Điều này bắt nguồn từ đường cong năng lượng liên kết hạt nhân – một hệ quả của cơ học lượng tử và tương tác mạnh (lực hạt nhân mạnh) – vốn quyết định cấu trúc độ bền của các hạt nhân.
Ở nhánh phân hạch, các hạt nhân rất nặng khi vỡ thành những hạt nhân nhẹ hơn cũng giải phóng năng lượng nhờ chênh lệch năng lượng liên kết. Tuy nhiên, nhiên liệu phân hạch thường hiếm trong tự nhiên, cần làm giàu, kiểm soát chặt chẽ và tạo ra lượng lớn chất thải phóng xạ mức cao. Ngược lại, *hạt nhân nhiệt hạch* sử dụng nhiên liệu tương đối dễ tiếp cận, từ nước biển hay một số nguồn khác, và có tiềm năng giảm đáng kể khối lượng, độc tính cũng như thời gian tồn tại của chất thải phóng xạ. Nhờ đó, nhiều chuyên gia coi đây là “thế hệ tiếp theo của năng lượng hạt nhân”.
Kirtley cho rằng mọi hiểu biết này quy về phương trình nổi tiếng E=mc² của Albert Einstein. Nếu không có khái niệm “khối lượng và năng lượng là hai mặt của cùng một thực thể”, việc thiết kế những hệ thống năng lượng khai thác trực tiếp phản ứng hạt nhân ở quy mô công nghiệp gần như bất khả. Từ góc độ kỹ thuật, *hạt nhân nhiệt hạch* chính là ví dụ trực tiếp nhất của việc đem một lý thuyết vật lý cơ bản vào ứng dụng công nghiệp.
Về nhiên liệu, trọng tâm của *hạt nhân nhiệt hạch* là đồng vị hydro mang tên “deuterium (trung khối)”. Kirtley nhấn mạnh “nhiên liệu cơ bản cho *hạt nhân nhiệt hạch* ở ngay xung quanh chúng ta. Dạng chúng tôi dùng nhiều nhất là một dạng hydro gọi là deuterium”. Deuterium tồn tại tự nhiên trong nước với tỉ lệ nhỏ và có thể được tách ra từ nước biển bằng các công nghệ phù hợp. Ngay cả khi tính đến chi phí công nghệ và kinh tế hiện đại, ông ước tính lượng deuterium sẵn có đủ đáp ứng mức tiêu thụ điện hiện tại của loài người trong ít nhất 100 triệu đến 1 tỷ năm.
Việc nhiên liệu *hạt nhân nhiệt hạch* phân bố rộng rãi, không tập trung vào một vài quốc gia giàu tài nguyên, có ý nghĩa chiến lược về an ninh năng lượng. Nếu công nghệ *hạt nhân nhiệt hạch* dựa trên deuterium đạt đến cấp độ thương mại, nhiều nước có thể tự chủ phần lớn nguồn cung điện nhờ sử dụng nước biển và nguồn nước nội địa, từ đó giảm đáng kể sự phụ thuộc vào dầu mỏ và khí đốt. Một số chuyên gia dự báo đây có thể là nhân tố làm dịu các xung đột địa chính trị xoay quanh tài nguyên năng lượng truyền thống.
Ngoài ra, do mật độ năng lượng của nhiên liệu *hạt nhân nhiệt hạch* cực cao, khối lượng tài nguyên, diện tích mặt bằng và hạ tầng logistics cần thiết để sản xuất cùng một lượng điện sẽ giảm lớn. Điều này mở ra khả năng tiết kiệm chi phí hạ tầng dài hạn và thúc đẩy xu hướng phân tán, phi tập trung hóa nguồn cung điện, từ đó làm thay đổi cấu trúc thị trường điện về dài hạn.
Về tầm nhìn dài hạn, Kirtley xem *hạt nhân nhiệt hạch* không chỉ là một công nghệ phát điện mới mà là “công nghệ quyết định quy mô văn minh”. Nếu nhìn vũ trụ ở khung thời gian hàng trăm triệu đến hàng tỷ năm, ông cho rằng những nền văn minh có trí tuệ cao nhiều khả năng sẽ phải dựa vào *hạt nhân nhiệt hạch* để tiếp tục mở rộng. Khi chính các ngôi sao vốn hoạt động bằng *hạt nhân nhiệt hạch*, việc khai thác trực tiếp năng lượng của sao hoặc tái tạo điều kiện như bên trong sao có thể là hướng phát triển tự nhiên của những nền văn minh muốn vượt qua rào cản năng lượng.
Ở góc nhìn này, thương mại hóa *hạt nhân nhiệt hạch* được coi là bước đầu tiên giúp Trái Đất “thoát khỏi trần năng lượng”. Các kịch bản như thăm dò không gian sâu, di chuyển giữa các hành tinh, khai phá đáy biển hay vùng cực – hiện còn thiên về khoa học viễn tưởng – sẽ trở nên khả thi hơn rất nhiều nếu được hậu thuẫn bởi nguồn điện rẻ và dồi dào. Các lĩnh vực tiêu thụ tính toán khổng lồ như trí tuệ nhân tạo, máy tính lượng tử hay mô phỏng quy mô hành tinh cũng sẽ bùng nổ mạnh hơn khi chi phí năng lượng không còn là rào cản.
Tuy vậy, *hạt nhân nhiệt hạch* hiện vẫn đối mặt với hàng loạt bài toán khoa học và kỹ thuật chưa giải xong, từ duy trì plasma ổn định, bảo vệ vật liệu cấu trúc lò, đến tối ưu chi phí xây dựng. Lộ trình thương mại hóa cũng là chủ đề tranh luận: một số nhóm tỏ ra lạc quan, số khác thận trọng. Dù vậy, những đơn vị tiên phong như Helion vẫn đặt mục tiêu đưa thiết bị *hạt nhân nhiệt hạch thương mại* đầu tiên vào vận hành trong giai đoạn cuối thập niên 2020 – 2030. Hợp đồng cung cấp điện năm 2028 giữa Helion và Microsoft(MSFT) thường được xem là “tuyên bố niềm tin” điển hình của ngành.
Nếu *năng lượng hạt nhân nhiệt hạch* thực sự được kết nối vào lưới điện, hệ quả dây chuyền có thể lan rộng từ thị trường năng lượng, cấu trúc công nghiệp, chính sách môi trường đến định hướng phát triển của cả nền văn minh. Từ góc độ đầu tư và công nghệ, 10–20 năm tới được đánh giá là giai đoạn bản lề để kiểm chứng mức độ *thực tế của hạt nhân nhiệt hạch thương mại* – liệu “công nghệ mang Mặt Trời vào nhà máy” có đủ sức mở ra kỷ nguyên *năng lượng thịnh vượng* như các nhà phát triển kỳ vọng hay không.
*bình luận*: Với đà đầu tư từ các ông lớn công nghệ như Microsoft(MSFT) và hàng tỷ USD vốn mạo hiểm đã cam kết, *năng lượng hạt nhân nhiệt hạch* đang tiến rất nhanh từ phạm trù “khoa học viễn tưởng” sang “ứng viên năng lượng nền” trong tương lai. Tuy nhiên, cho đến khi có nhà máy *hạt nhân nhiệt hạch thương mại* thực sự hòa lưới và vận hành ổn định, bài toán chi phí – độ tin cậy – quy mô vẫn là những biến số mà nhà đầu tư và nhà hoạch định chính sách cần theo dõi thận trọng.
Bình luận 0