Trung Quốc công bố vật liệu 'bất khả thi' đưa giấc mơ nhiệt hạch tiến gần hiện thực, khiến cả thế giới sửng sốt
Một loại thép mới do Trung Quốc tự nghiên cứu và sản xuất đã được triển khai xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch phát điện, đánh dấu bước tiến khiến cả thế giới phải dè chừng, mở đường cho giấc mơ năng lượng sạch trong lĩnh vực khoa học vật liệu.
Hơn một thập kỷ trước, các nhà khoa học Trung Quốc đã nhìn thấy tiềm năng của các dự án nhiệt hạch quốc tế. Năm 2021, Trung Quốc đặt ra các tiêu chuẩn khắt khe cho vật liệu lò phản ứng tổng hợp hạt nhân: cường độ chảy 1.500 MPa và độ giãn dài hơn 25% ở nhiệt độ cực thấp.
Cùng năm đó, Lý Lai Phong, một một nhà nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật Vật lý và Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã dẫn đầu việc thành lập một liên minh nghiên cứu quốc gia nhằm tạo ra một loại thép cực thấp nội địa mới, tập hợp các viện nghiên cứu, công ty và chuyên gia hàn.
Tuy nhiên, Lý Lai Phong vẫn tỏ ra nghi vấn và thận trọng. Ông chỉ ra rằng mặc dù nam châm của Lò phản ứng Nhiệt hạch Thí nghiệm Quốc tế (ITER) được thiết kế để hoạt động ở mức tối đa 11,8 Tesla, nhưng các lò phản ứng trong tương lai có thể sẽ đòi hỏi từ trường mạnh và vật liệu tiên tiến hơn nữa.
Vào tháng 8 năm 2023, thép CHSN01 đã được xác nhận đáp ứng các tiêu chuẩn quan trọng, được sử dụng trong lò phản ứng tổng hợp hạt nhân BEST của Trung Quốc, bắt đầu lắp ráp vào tháng 5 năm 2023 và dự kiến hoàn thành vào năm 2027.
Theo công bố chính thức từ Viện Nghiên cứu Khoa học vật liệu Trung Quốc, "CHSN01" (viết tắt của China High-strength low-temperature Steel No.1) là một bước đột phá về vật liệu chiến lược của Trung Quốc. Đây là loại thép cường độ cao, hoạt động bền bỉ ở môi trường cực lạnh, được thiết kế đặc biệt để phục vụ cho các công trình năng lượng công nghệ cao như nhiệt hạch, tàu ngầm hạt nhân, hoặc khai thác ở vùng cực.
Loại thép này có thể chịu được nhiệt độ thấp tới -196°C, với độ bền kéo vượt ngưỡng 780 MPa, điều mà rất ít hợp kim trên thế giới hiện nay đạt được, đặc biệt khi sử dụng trong điều kiện chịu tải trọng lớn và thay đổi môi trường đột ngột.
Đáng nói, loại thép CHSN01 đã được sử dụng trong năm 2025 để xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch HL-2M (hay còn gọi là "mặt trời nhân tạo" của Trung Quốc), dự án do Viện Vật lý Plasma thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu.
Theo các nhà khoa học Trung Quốc, việc vật liệu thép CHSN01 có thể chịu được nhiệt độ siêu lạnh trong điều kiện chân không là chìa khóa để ổn định buồng phản ứng, nơi plasmas được giữ trong trạng thái từ trường cực mạnh ở nhiệt độ hơn 100 triệu độ C, điều kiện cực kỳ khắc nghiệt đòi hỏi lớp vỏ bảo vệ phải "vô đối".
Sự ra đời của CHSN01 đánh dấu một "cuộc lật kèo" trong ngành vật liệu chiến lược toàn cầu, vốn lâu nay bị chi phối bởi các cường quốc như Mỹ, Nhật, Đức. Với khả năng tự phát triển vật liệu thép dành riêng cho môi trường nhiệt hạch, nơi yêu cầu khắt khe nhất về cả cơ lý tính và tính ổn định từ trường, Trung Quốc đang chứng minh họ không chỉ đang đi trước dẫn đầu, mà còn dần tạo ra những tiêu chuẩn mới.
Theo tạp chí công nghệ Science and Technology Daily của Trung Quốc, việc nghiên cứu CHSN01 mất 7 năm, trải qua hơn 200 vòng thử nghiệm, vượt qua hàng loạt giới hạn kỹ thuật từng bị xem là "không thể" trong các tài liệu quốc tế.
Trong bối cảnh thế giới đang chạy đua để thương mại hóa công nghệ nhiệt hạch - nguồn năng lượng sạch gần như vô hạn, an toàn hơn hạt nhân truyền thống, thì vật liệu siêu cấp như CHSN01 sẽ là mảnh ghép quan trọng quyết định ai sẽ trở thành kẻ dẫn đầu.
Việc Trung Quốc tự phát triển được loại vật liệu chiến lược này và nhanh chóng ứng dụng vào thực tiễn cho thấy một bước nhảy dài không chỉ trong ngành thép, mà còn ở tham vọng làm chủ "mặt trời nhân tạo", giấc mơ mà các quốc gia như Pháp, Mỹ, Nhật còn đang thử nghiệm trên mô hình.
Theo: Viện Khoa học Vật liệu Trung Quốc, Xinhua News, Science and Technology Daily, Nature Materials, SCMP.
