“Giáo tổng, trung tâm kiểm soát này cách lò thí nghiệm hợp nhất chỉ vài trăm mét thôi, có phải quá nguy hiểm không? Nếu lò phản ứng mất kiểm soát và nổ tung, chỗ này sẽ bị san phẳng hết đấy!” Một phóng viên từ Đài Truyền hình Trung ương Trung Quốc đã đặt câu hỏi.

“Trong lĩnh vực y học có một câu nói rằng, nếu bàn luận về độc tính mà không xét đến liều lượng, thì đó là việc làm vô nghĩa; câu này cũng áp dụng được trong lĩnh vực phản ứng hạt nhân. Trong giai đoạn thử nghiệm khởi động, lượng khí deuteri và triti được sử dụng chỉ khoảng vài miligam đến mười mấy miligam mà thôi. Ngay cả khi xảy ra vụ nổ hoàn toàn, sức mạnh của nó cũng chỉ tương đương với một quả bom hạng nặng. Trung tâm kiểm soát của chúng ta, mặc dù trông có vẻ thấp bé, nhưng thực tế phần chính của tòa nhà được xây dựng dưới lòng đất. Khi thi công, các bức tường xung quanh đều được đúc lớp bảo vệ bằng thép dày vài mét; ngay cả khi chịu đựng sức mạnh của một quả bom hạt nhân, nó vẫn hoàn toàn an toàn. Xung quanh lò thí nghiệm hợp nhất còn có một số căn phòng an toàn dưới lòng đất có khả năng bảo vệ tương tự. Khi tiến hành thử nghiệm khởi động, tất cả nhân viên khác đều sẽ được sơ tán vào những căn phòng này để đảm bảo an toàn cho mọi người.”

“Hóa ra là vậy… Thế nên xung quanh lò thí nghiệm hợp nhất mới không hề có tòa nhà cao tầng nào cả, hóa ra chúng đều được xây dưới lòng đất.”

Kiều Ruỳ Đà dẫn theo mọi người bước vào một ngôi nhà thấp bé có tấm biển ghi “Trung tâm Kiểm soát Thí nghiệm Hợp nhất”, sau đó đi thang máy xuống dưới trong khoảng hai phút. Khi cửa thang máy mở ra, tầm nhìn trước mắt mọi người bỗng trở nên thoáng đãng: một hội trường hình tròn cao hơn mười mét, diện tích hơn năm trăm mét vuông. Ở giữa là một khu vực trống hình tròn, xung quanh được bố trí đều đặn hàng chục hàng ghế và bàn, tạo thành hình vòng tròn; trên đó lắp đặt đủ loại thiết bị, máy móc và máy tính. Những sợi dây cáp dày đặc kéo dài từ mặt đất lên, nối với các thiết bị đó. Hơn một trăm nhân viên mặc áo blouse trắng đang ngồi tại các bàn làm việc của mình, chăm chỉ làm việc.

Khi thấy Kiều Ruỳ Đà và nhóm người đó đến, Hạ Triệu Hạ cùng với hai chuyên gia hạt nhân trung niên đã đón tiếp họ. “Giáo tổng, ông Tào và các bạn phóng viên, chào mừng các bạn đến Trung tâm Kiểm soát Hợp nhất. Tôi là Tổng giám đốc Công ty Vũ trụ Rui Đa, Hạ Triệu Hạ. Mời các bạn theo tôi vào đây. Thử nghiệm khởi động lò thí nghiệm hợp nhất sắp bắt đầu ngay bây giờ; mọi người hãy

“Trung tâm kiểm soát nhận được thông báo, đội ngũ bảo trì mặt đất, các bạn hãy lập tức rút lui và vào căn hộ an toàn dưới lòng đất chờ lệnh. Lặp lại một lần nữa: Các bạn phải lập tức rút lui và vào căn hộ an toàn dưới lòng đất chờ lệnh.”

“Đội ngũ bảo trì đã hiểu, đang trong quá trình rút lui.”

“Giáo tổng, mọi công việc chuẩn bị cho cuộc thử nghiệm đốt cháy lò phản ứng hợp nhất đã hoàn tất. Bạn có muốn đưa ra lệnh không?” Hạ Triệu Hạ tiến đến bên cạnh Kiều Ruỳ Đà và cúi đầu xin ý kiến.

Kiều Ruỳ Đà vẫy tay và nói: “Anh đã tham gia trực tiếp quá trình lắp đặt và điều chỉnh thiết bị hợp nhất này; chắc hẳn anh đã hiểu khá rõ về nó rồi. Vậy thì để anh ra lệnh đi.”

“Được thôi, Giáo tổng. Hãy xem sao nhé! Có lẽ lần này, khi chúng ta khởi động thiết bị, chúng ta sẽ phá vỡ một số kỷ lục đấy.” Hạ Triệu Hạ có bằng thạc sĩ về lĩnh vực điện hóa, nhưng trước đây anh không quá am hiểu về năng lượng hợp nhất. Tuy nhiên, sau khi được bổ nhiệm làm tổng giám đốc của công ty Năng lượng Mới Ruida, anh đã tìm hiểu thêm thông tin qua mạng internet và tự học về năng lượng hợp nhất có thể kiểm soát được. Trong hai tháng gần đây, anh cùng với một số chuyên gia năng lượng hạt nhân đã tham gia lắp đặt và điều chỉnh lò thí nghiệm hợp nhất. Nhờ kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, anh đã hiểu rất sâu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quy trình vận hành của lò phản ứng hợp nhất này; có thể nói, anh đã trở thành một chuyên gia nửa mùa rồi. Vì vậy, anh tin rằng mình hoàn toàn có thể đưa ra lệnh để tiến hành cuộc thử nghiệm đốt cháy lò phản ứng hợp nhất này một cách an toàn.

Thực ra, lò thí nghiệm hợp nhất có thể kiểm soát được này được Kiều Ruỳ Đà thiết kế dựa trên bản vẽ và nguyên lý hoạt động của lò phản ứng điện cực lớn trong phim “Người Sắt”. Anh ấy kết hợp những thiết bị hiện có và trình độ công nghệ hiện tại để thiết kế nó. Một số bộ phận cốt lõi trong lò này không thể sản xuất được tại trong nước, và việc đặt hàng từ nước ngoài thì lại mất quá nhiều thời gian; vì vậy, Kiều Ruỳ Đà đã sử dụng những biện pháp đặc biệt để sao chép những bộ phận này. Trong đó có cả hệ thống điều khiển thông minh của lò thí nghiệm hợp nhất – hệ thống này sử dụng sức mạnh tính toán mạnh mẽ để giám sát liên tục các thông số đo từ các cảm biến trong lò, điều chỉnh thời gian và cường độ của từ trường, kiểm soát tốc độ cung cấp nhiên liệu deuterium và tritium, nhằm đảm bảo rằng phản ứng hợp nhất diễn ra một cách ổn định và có th

“Bật công tắc nguồn của lò thí nghiệm hợp nhất, thu thập dữ liệu từ các cảm biến, và kích hoạt hệ thống mô phỏng hologram.” Hạ Triệu Hạ trở lại vị trí làm việc của mình, bật micrô và đưa ra lệnh đầu tiên.

Ngay khi lệnh được ban hành, các con số hiển thị trên màn hình của nhiều nhân viên bắt đầu thay đổi nhanh chóng, sau đó ổn định lại thành một giá trị cụ thể. Đồng thời, tại khu vực trung tâm của hội trường, những tia sáng được chiếu lên không trung, va chạm và xoắn quanh nhau, tạo thành một thiết bị có hình dạng giống chiếc donut trong suốt. Rõ ràng, dưới lớp đất này có lắp đặt một máy chiếu hologram 3D cỡ trung. Tất cả những người có mặt tại hiện trường đều là chuyên gia về năng lượng hạt nhân và điện, họ đều hiểu biết khá nhiều về hiện tượng hợp nhất hạt nhân có thể kiểm soát được; họ lập tức nhận ra rằng hình ảnh hologram này là mô hình thu nhỏ theo tỷ lệ thực tế của lò thí nghiệm hợp nhất hạt nhân mà họ vừa tham quan, đồng thời cũng là mô hình thu nhỏ của thiết bị Tokamak.

“Kích hoạt các cuộn dây siêu dẫn, mở van để bơm deutơ và tritio vào buồng phản ứng, bật bộ gia nhiệt bằng sóng vi ba, và kích hoạt bộ phun chùm hạt trung tính để làm nóng khí.” Lệnh thứ hai được đưa ra, các cuộn dây siêu dẫn bắt đầu hoạt động, tạo ra một lực từ trường xoắn ốc mạnh mẽ. Do tiêu thụ điện năng quá lớn, ánh sáng trong hội trường kiểm soát cũng bắt đầu thay đổi độ sáng rõ rệt. Điều này là nhờ Kiều Ruỳ Đà đã “phát triển” loại vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ thường, được sử dụng để chế tạo các cuộn dây này, giúp loại bỏ nhiều thiết bị làm mát và giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng. Nếu sử dụng các cuộn dây siêu dẫn ở nhiệt độ thấp thông thường cho thiết bị Tokamak, mức tiêu thụ điện năng sẽ gấp hơn hai lần so với lò thí nghiệm hợp nhất này; vì vậy, cần phải có một đường dây điện riêng biệt và một trạm biến áp để đảm bảo nguồn điện cung cấp.

Đồng thời với việc thực hiện các lệnh trên, phần các cuộn dây trên mô hình lò thí nghiệm hợp nhất ảo dần chuyển sang màu xanh lam và liên tục phát sáng, cho thấy các cuộn dây đã được cấp điện và tạo ra lực từ trường mạnh. Phía trên các cuộn dây, còn xuất hiện một ô vuông hiển thị trực tiếp cường độ từ trường bên trong buồng phản ứng; con số đó lên tới 30 Tesla, tương đương với 300.000 Gauss, tức là gấp 60.000 lần so với từ trường của Trái Đất. Sau khi một lượng nhỏ deutơ và tritio được bơm vào buồng chứa chân không, trên mô hình hologram, chúng hiển thị dưới dạng một màu đỏ nhạt

Nhiệt độ được ghi nhận ở phía trên cũng liên tục tăng vọt: 20 độ, 100 độ, 500 độ, 1000 độ, 5000 độ, 10000 độ, 50000 độ, 1 triệu độ, 30 triệu độ, 100 triệu độ… Sau nửa giờ quá trình gia nhiệt, nhiệt độ của dòng plasma bên trong buồng phản ứng đã lên tới khoảng 100 triệu độ C. Plasma ở nhiệt độ cao như vậy giống như những con ngựa hoang mất kiểm soát, hay những dòng lũ tràn bờ; không có vật liệu rắn nào có thể kiềm chế được chúng, chỉ có thể sử dụng từ trường mạnh để kiểm soát chúng. “Báo cáo ông Hạ, hiện nay nhiệt độ của plasma đã đạt 100 triệu độ C, cường độ từ trường là 30 Tesla; dòng plasma đang hoạt động ổn định, đáp ứng điều kiện cho thí nghiệm đốt cháy.” Khi tất cả các thông số đều đạt yêu cầu, một nhân viên đã báo cáo với Hạ Triết Hạ.

“Tiếp tục tăng nhiệt độ và bắt đầu thử nghiệm đốt cháy.”

Dưới sự điều khiển chính xác của thiết bị, nhiệt độ của dòng ion được tạo ra từ deuterium và tritium tiếp tục tăng lên: 100 triệu độ, 200 triệu độ, 300 triệu độ, 500 triệu độ. Ngay khi nhiệt độ đạt 500 triệu độ, phản ứng hợp nhất deuterium-tritium đã xảy ra; toàn bộ buồng chân không bỗng chốc chuyển sang màu vàng óng ánh, phát ra ánh sáng rực rỡ như mặt trời. Đồng thời, nhiệt độ của plasma tiếp tục tăng vọt: 10 tỷ độ, 50 tỷ độ, 100 tỷ độ, cho đến khi cuối cùng đạt 500 tỷ độ mới dần ổn định lại.

“Các cảm biến ghi nhận được rằng phản ứng hợp nhất đã xảy ra, nhiệt độ đang tăng vọt, dòng plasma hoạt động ổn định. Bức tường đầu tiên đã bị va đập bởi các neutron; bộ trao đổi nhiệt bắt đầu hoạt động, máy phát điện nhiệt cũng bắt đầu hoạt động, lượng điện vào dần được giảm bớt; lò thí nghiệm hợp nhất đã bước vào trạng thái tự cung tự cấp điện.”

Báo cáo của nhân viên cho thấy lò thí nghiệm hợp nhất đã thành công trong lần đốt cháy đầu tiên. Ánh sáng chói lọi phát ra từ mô hình hologram ở trung tâm hội trường chứng minh rằng quá trình hợp nhất đã diễn ra thành công; bây giờ, điều còn lại là xem phản ứng hợp nhất có thể duy trì ổn định trong bao lâu. Sau khi báo cáo kết thúc, tiếng vỗ tay nhiệt liệt vang lên khắp hội trường; tất cả mọi người có mặt tại đó, bao gồm các chuyên gia, kỹ sư và phóng viên truyền thông, đều đứng dậy để vỗ tay chúc mừng sự ra đời của ánh sáng hợp nhất này. Sự thành công của phản ứng hợp nhất có nghĩa là lò thí nghiệm hợp nhất này đã có thể hoạt động bình thường; đối

Bộ thiết bị phát điện này đã được sử dụng tại các nhà máy điện hạt nhân trong nhiều năm, và độ ổn định cũng như hiệu suất chuyển đổi năng lượng của nó đã được vô số nhà khoa học và kỹ sư tối ưu hóa đến mức tối đa. Kiều Ruỳ Đà thì có một phương pháp phát điện hiệu quả hơn, đó là phát điện bằng dòng chảy từ trường – phương pháp này có thể chuyển đổi trực tiếp dòng khí plasma thành điện năng. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi phải có lượng plasma lớn để tuần hoàn liên tục, và rõ ràng là lò thí nghiệm hợp nhất hiện tại vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu đó; vì vậy, chúng ta chỉ có thể lựa chọn phương pháp phát điện thông thường, đó là đun nước sôi để tạo ra điện năng.

“Trong buồng chân không có một lượng nhỏ bụi heli được tạo ra; hãy mở bộ lọc để loại bỏ bụi heli đó.”

Trong quá trình phản ứng hợp nhất hạt nhân, các nguyên tố nhẹ như deuteri và triti kết hợp với nhau tạo thành heli-4 (He-4) và giải phóng ra một lượng lớn năng lượng. Những hạt có năng lượng cao này sẽ bị đẩy ra ranh giới của thiết bị hợp nhất trong quá trình phản ứng, tạo thành cái gọi là “bụi heli”. Những hạt này có thể gây hư hại cho vật liệu chứa thiết bị hợp nhất; vì vậy, để giảm thiểu tác động này, người ta thường lắp đặt các bộ lọc đặc biệt trong thiết bị hợp nhất. Những bộ lọc này có khả năng chặn lại các hạt có năng lượng cao, từ đó bảo vệ vật liệu chứa thiết bị. Thông thường, các bộ lọc này được đặt ở vị trí tạo thành bởi các đường từ trường, có nhiệm vụ tách bụi heli và các tạp chất ra khỏi nhiên liệu, sau đó sử dụng máy bơm hút để loại bỏ chúng, nhờ đó đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị hợp nhất.

“Cảm biến đã phát hiện ra sự xuất hiện của một lượng lớn neutron; hãy kích hoạt thiết bị tăng cường lượng triti, và hãy giảm lượng triti cung cấp xuống mức thích hợp. Hiện tại, tỷ lệ tự duy trì triti đạt mức 86%.”

Như đã đề cập trước đó, việc sản xuất triti trong quá trình phản ứng hợp nhất deuteri-triti rất khó khăn và chi phí cao. Để giảm lượng triti tiêu thụ trong quá trình phản ứng, các nhà khoa học đã sử dụng nguyên lý va chạm giữa neutron và kim loại lithium để tạo ra triti, và từ đó thiết kế ra nhiều thiết bị nhằm tăng cường lượng triti tự duy trì. Kiều Ruỳ Đà đã kết hợp những kiến thức từ nhiều nguồn khác nhau để thiết kế một bộ thiết bị tăng cường lượng triti hoàn toàn mới; theo lý thuyết, bộ thiết bị này có thể nâng tỷ lệ tự duy trì triti lên trên 95%. Tuy nhiên, tỷ lệ chuyển đổi lý thuyết chỉ là con số tính toán trong điều kiện lý tưởng nhất; sau khi được triển khai thực tế, tỷ lệ tự duy trì triti chỉ đạt mức 86%, v

Helium-3 không chỉ yêu cầu điều kiện phản ứng thấp hơn mà còn không tạo ra neutron, đồng thời có mật độ năng lượng cao hơn; vì vậy, nó được coi là nhiên liệu lý tưởng cho các quá trình nhiệt hạch có thể kiểm soát được. Hiện nay, lò thí nghiệm nhiệt hạch này đã có khả năng chịu đựng được những tác động của quá trình hợp nhất deuteron và tritium, nên việc sử dụng nó để thực hiện các thí nghiệm với helium-3 hoàn toàn là điều khả thi.

Lần đầu tiên tiến hành thử nghiệm đốt cháy, lò thí nghiệm nhiệt hạch đã hoạt động liên tục trong 300 giây; trong suốt thời gian đó, nó không chỉ tự duy trì nguồn điện mà còn tạo ra một lượng điện dư thừa, được truyền sang khu vực bên cạnh – điều này đã thiết lập một kỷ lục mới về sản lượng năng lượng từ các phản ứng nhiệt hạch.

“Thử nghiệm đốt cháy lần đầu tiên đã hoàn thành; lò thí nghiệm đang được tắt dần.”

Lò thí nghiệm nhiệt hạch từ từ ngừng hoạt động; plasma nóng bên trong buồng thí nghiệm nhanh chóng nguội lại, sau đó các thiết bị được sử dụng để tách riêng deuteron và tritium để tái sử dụng. Khi ánh sáng từ phản ứng nhiệt hạch trên mô hình ba chiều dần tắt đi và nhiệt độ giảm xuống nhanh chóng, tiếng vỗ tay nhiệt tình lại vang lên trong phòng điều khiển.

Như vậy, thử nghiệm đốt cháy đầu tiên của lò thí nghiệm nhiệt hạch đã hoàn thành thành công. Tiếp theo, chúng ta sẽ chờ đợi cho đến khi lò thí nghiệm nguội hẳn, sau đó sẽ cử người vào bên trong lò để kiểm tra các bộ phận dễ bị hỏng, nhằm đảm bảo rằng lò thí nghiệm có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài.