Phòng thí nghiệm Skunk Works của Mỹ vào năm 2024 đang chuẩn bị trình làng một phiên bản nối tiếp của lò phản ứng nhiệt hạch, về mặt lý thuyết có thể thay đổi bộ mặt của toàn bộ năng lượng hiện đại trên thế giới. Có thông tin cho rằng lò phản ứng nhiệt hạch mới cỡ xe tải 100 MW sẽ hữu ích trên cả hành tinh của chúng ta và trong không gian. Công ty Lockheed Martin của Mỹ mới đây đã tiết lộ chi tiết về dự án T4 mới của mình nhằm phát triển một lò phản ứng nhiệt hạch mạnh mẽ và nhỏ gọn CFR (Được mệnh danh là lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn). Có thông tin cho rằng công nghệ đột phá này đang được tạo ra tại phòng thí nghiệm Skunk Works, nơi chuyên nghiên cứu các phát triển quân sự bí mật. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi người ta không biết gì về dự án bấy lâu nay.
Chỉ trong năm 2013, công ty đã mở ra bức màn bí mật về dự án T4 của mình, kể về sự tồn tại của nó. Giờ đây, công chúng đã biết đến một số chi tiết liên quan đến hệ thống năng lượng mới. Lockheed Martin hứa hẹn rằng nguyên mẫu hoàn thiện của lò phản ứng mới sẽ được họ sản xuất trong 5 năm và các mẫu sản xuất đầu tiên sẽ bắt đầu hoạt động sau một thập kỷ. Có thông tin cho rằng, không giống như các nguyên mẫu hiện đại của lò phản ứng nhiệt hạch, lò phản ứng CFR sẽ mạnh hơn 20 lần và nhỏ gọn hơn 10 lần.
Tập đoàn Lockheed Martin đã thử nghiệm công nghệ hạt nhân đằng sau những cánh cửa đóng kín trong 60 năm qua, nhưng giờ đã quyết định công khai chúng để thu hút các đối tác công và tư. Điều đáng chú ý là các chuyên gia liên kết "sở thích" này của một trong những nhà cung cấp năng lượng thay thế lớn nhất của Lầu Năm Góc với việc Hoa Kỳ đang tham gia giảm chi tiêu quân sự.
Hiện tại, tập đoàn Lockheed Martin là một trong những công ty lớn nhất thế giới chuyên sản xuất nhiều loại thiết bị quân sự và hàng không vũ trụ. Công ty sử dụng hơn 113 nghìn nhân viên và doanh số bán hàng chỉ riêng trong năm 2013 ước tính đạt 45,4 tỷ đô la. Kể từ giữa những năm 2000, Lockheed Martin đã nghiên cứu phát triển tàu vũ trụ có thể tái sử dụng Orion, tàu sẽ chở người và hàng hóa lên ISS, Mặt trăng và có thể là Hành tinh Đỏ trong tương lai.
Trang bị một tàu vũ trụ có lắp đặt một nhiệt hạch nhỏ gọn là một ý tưởng khá hấp dẫn. Đồng thời, các lò phản ứng hạt nhân hiện đại có kích thước khá đắt và cồng kềnh. Ví dụ, dự án nổi tiếng nhất trong lĩnh vực này, dự án nghiên cứu và phát triển ITER, với công suất dự kiến là 500 MW, tiêu tốn khoảng 50 tỷ USD. Đồng thời, nó có chiều cao hơn 30 mét và sau khi hoàn thành xây dựng nó sẽ nặng 23.000 tấn. Đồng thời, lò phản ứng nối tiếp của tập đoàn Lockheed Martin có thể được vận chuyển bằng đường bộ.
Cho đến nay, hầu hết các thiết kế của lò phản ứng nhiệt hạch đều dựa trên nguyên lý của một tokamak, được phát triển bởi các nhà vật lý Liên Xô vào những năm 1950. Trong các lò phản ứng kiểu này, vòng plasma được giữ với nhau bằng một từ trường mạnh do nam châm siêu dẫn tạo ra. Một bộ nam châm khác có nhiệm vụ tạo ra dòng điện bên trong plasma và duy trì phản ứng nhiệt hạch. Vấn đề với tokomaks là chúng không tạo ra nhiều năng lượng hơn là chi phí để cung cấp năng lượng cho các nam châm được sử dụng, lợi nhuận của chúng có xu hướng bằng không.
Trong lò phản ứng CFR do Lockheed Martin đề xuất, plasma được chứa bằng một hình dạng hình học đặc biệt trong toàn bộ thể tích của buồng lò phản ứng. Nam châm siêu dẫn cũng được sử dụng trong CFR, nhưng chúng tạo ra từ trường xung quanh mép ngoài của buồng, vì vậy không cần định vị các đường sức từ đối với plasma đủ chính xác và bản thân các nam châm này nằm ngoài ranh giới của cốt lõi. Điều này làm tăng thể tích của plasma (do đó tạo ra năng lượng). Và plasma càng cố thoát ra ngoài, từ trường càng cố gắng đưa nó trở lại.
Có thông tin cho rằng lò phản ứng nên kết hợp các giải pháp tốt nhất đã được tạo ra cho các dự án lò phản ứng nhiệt hạch khác nhau. Ví dụ, ở các đầu của lõi lò phản ứng hình trụ có các gương từ tính đặc biệt có thể phản xạ một phần đáng kể các hạt plasma. Ngoài ra, một hệ thống tuần hoàn đã được tạo ra tương tự như hệ thống được sử dụng trong lò phản ứng thí điểm Polywell. Hệ thống này, sử dụng từ trường, bắt giữ các điện tử và tạo ra các vùng mà các ion dương lao vào. Tại đây chúng va chạm vào nhau và duy trì liên tục quá trình phản ứng nhiệt hạch. Tất cả điều này làm tăng đáng kể hiệu suất của lò phản ứng.
Sơ đồ đơn giản của lò phản ứng Skunk Works
Là nhiên liệu trong lò phản ứng của Lockheed Martin, nó được lên kế hoạch sử dụng triti và đơteri, được đặt trong lõi lò phản ứng dưới dạng khí. Trong quá trình phản ứng nhiệt hạch, heli-4 được hình thành và các điện tử được giải phóng, có nhiệm vụ đốt nóng các bức tường của lò phản ứng. Hơn nữa, sơ đồ truyền thống của ống hơi nước và bộ trao đổi nhiệt đi vào hoạt động.
Hiện tại, dự án của tập đoàn hàng không vũ trụ Mỹ đang trong giai đoạn chế tạo một mẫu thử nghiệm và một nguyên mẫu chính thức sẽ sẵn sàng sau 5 năm nữa. Kỹ sư hàng không Thomas McGwire của Lockheed Martin cho biết một nguyên mẫu đang hoạt động sẽ cần phải chứng minh các công trình thiết kế được đề xuất. Trong số những thứ khác, nó phải đảm bảo sự bắt lửa của plasma và duy trì quá trình phản ứng nhiệt hạch trong 10 giây. 5 năm nữa sau khi tạo ra một nguyên mẫu hoạt động, tức là vào năm 2024, các kỹ sư Mỹ dự kiến sẽ sản xuất loạt lò phản ứng nhiệt hạch CFR đầu tiên có thể được sử dụng trong công nghiệp.
Có thông tin cho rằng các lò phản ứng loạt đầu tiên sẽ có kích thước nhỏ để chúng có thể được đặt trong các thùng chứa có thể vận chuyển 7x13 mét. Với kích thước như vậy, khá khiêm tốn đối với các lò phản ứng nhiệt hạch, chúng sẽ có thể tạo ra một lượng năng lượng kỷ lục: khoảng 100 MW. Tính đến các thông số của loạt lò phản ứng CFR đầu tiên, không khó hiểu khi Lầu Năm Góc quan tâm đến công việc theo hướng này. Quân đội Mỹ cần các nguồn năng lượng nhỏ gọn và rất mạnh để phát triển và cải tiến các loại vũ khí vi sóng và laser tiên tiến.
Đồng thời, trong thị trường dân sự, những lò phản ứng nhiệt hạch như vậy có thể mang lại một cuộc cách mạng thực sự. Một lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn và an toàn có công suất tương tự sẽ có thể cung cấp năng lượng cho 80 nghìn ngôi nhà. Đồng thời, nó sẽ rất dễ dàng tích hợp nó vào các mạng lưới điện hiện đại (không giống như các nguồn năng lượng như tấm pin mặt trời và tuabin gió). Ngoài tất cả những điều trên, CFR là một nhà máy điện gần như lý tưởng cho các tàu vũ trụ đầy hứa hẹn. Với sự trợ giúp của động cơ mới dựa trên CFR, tàu vũ trụ có người lái sẽ có thể đến sao Hỏa nhanh hơn nhiều.
Các nhà khoa học Nga không tin vào bước đột phá của công ty Lockheed Martin
Ngoài Lockheed Martin, một nhóm các nhà khoa học từ một dự án quốc tế dưới tên viết tắt ITER / ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor hiện đang tích cực tham gia nghiên cứu trong lĩnh vực nhiệt hạch. Kết quả hoạt động của họ hiện nay khác xa so với những thành công đã được công bố của tập đoàn hàng không vũ trụ. Vì lý do này, tính xác thực của thông tin do Lockheed Martin đưa ra đang bị nghi ngờ, và đã gây ra rất nhiều tranh cãi trong cộng đồng khoa học. Các nhà khoa học Nga không thực sự tin vào những tài liệu đã được công bố.
Ví dụ, người đứng đầu cơ quan ITER của Nga, Anatoly Krasilnikov, đã công khai tuyên bố rằng bước đột phá khoa học do các chuyên gia Lockheed Martin công bố thực chất là những lời nói suông không liên quan gì đến cuộc sống thực. Việc Hoa Kỳ chuẩn bị bắt đầu tạo ra một nguyên mẫu lò phản ứng nhiệt hạch với các kích thước đã được công bố đối với ông Krasilnikov dường như chỉ là chiêu trò PR thông thường. Theo Anatoly Krasilnikov, khoa học ở giai đoạn phát triển hiện nay không thể thiết kế một lò phản ứng nhiệt hạch an toàn và hoạt động đầy đủ với kích thước nhỏ như vậy.
Để lập luận, ông trích dẫn thực tế là ngày nay các nhà vật lý hạt nhân được vinh danh từ Hoa Kỳ, Trung Quốc, các nước EU, Nga, Nhật Bản, Ấn Độ và Hàn Quốc đang làm việc trong dự án quốc tế ITER, nhưng ngay cả những bộ óc xuất sắc nhất của khoa học hiện đại, đã tập hợp lại với nhau., hy vọng sẽ nhận được huyết tương đầu tiên từ ITER trong trường hợp tốt nhất vào năm 2023. Đồng thời, thậm chí không có bất kỳ cuộc nói chuyện nào về độ nhỏ gọn của nguyên mẫu lò phản ứng.
Đương nhiên, trong tương lai, khả năng phát triển một loại cây cỡ nhỏ sẽ trở nên rõ ràng, nhưng điều này sẽ không xảy ra trong vài năm tới. Trong khi Lockheed Martin nói rằng họ sẽ có thể trình diễn một mô hình lò phản ứng thực sự trong một năm. Và tất nhiên, điều này thật khó tin, vì các kỹ sư của công ty đang làm việc trong một dự án cấp độ này cách biệt với các nhà khoa học khác. Anatoly Krasilnikov tự tin rằng những lời hứa của đại diện Lockheed Martin về việc trình diễn một nguyên mẫu sẽ vẫn chỉ là những lời hứa.
Ông lưu ý rằng các kỹ sư hàng đầu đã nghiên cứu việc tạo ra lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên trong hơn chục năm và quá trình này đòi hỏi sự trao đổi kinh nghiệm bắt buộc. Đồng thời, các phát triển và phát triển đầy hứa hẹn sẽ có sẵn cho các nhà khoa học khác. Sự đột phá của các chuyên gia, về những chi tiết mà không ai biết gì cả, dường như đã được phóng đại rất nhiều. Rất có thể, nó không phải theo đuổi các mục tiêu khoa học mà là các mục tiêu thương mại. Họ muốn thu hút sự chú ý, thu hút thêm nguồn tài chính và tuyên bố của họ là một chiến dịch quảng cáo.
Evgeny Velikhov, chủ tịch của Viện Kurchatov, nói về dự án của Mỹ thậm chí còn gay gắt hơn, bình luận về tin tức xuất hiện với dòng chữ “Tưởng tượng của Lockheed Martin”. Anh ta không có thông tin về bất kỳ thành công thực sự nào trong việc tạo ra một lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn của các chuyên gia của tập đoàn Mỹ, điều này sẽ được hỗ trợ bởi sự thật. Theo Evgeny Velikhov, không ai trên thế giới được thông báo về phát minh của người Mỹ, ngoại trừ chính công ty Mỹ, các chi tiết kỹ thuật quan trọng của dự án vẫn chưa được tiết lộ, nhưng làn sóng thảo luận trên các phương tiện truyền thông đã dậy sóng.
