Nam châm khổng lồ cho lò phản ứng nhiệt hạch: Trung Quốc vượt ITER về kích thước và năng lượng

Vào ngày 27/6/2026, Viện Vật lý Plasma trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc tại Hợp Phì đã công bố một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực năng lượng nhiệt hạch: hoàn thành và thử nghiệm toàn thông số thành công hai nam châm siêu dẫn then chốt. Đầu tiên là nam châm siêu dẫn trường toroidal (TF) lớn nhất thế giới, và thứ hai là cuộn solenoid trung tâm (CS) siêu dẫn nhiệt độ cao. Cả hai đều đạt sản xuất nội địa 100% và đạt hiệu suất dẫn đầu quốc tế, đánh dấu bước tiến quyết định trong nỗ lực chế tạo lò phản ứng nhiệt hạch khả thi của Trung Quốc.

Hai Nam Châm: Thông Số và Hiệu Suất

Nam châm siêu dẫn trường toroidal (TF)

• Kích thước: Dài 21 mét, rộng 12 mét, cao 3,3 mét; tổng trọng lượng 582 tấn.
• So sánh với ITER: Thể tích của nó gấp 1,3 lần nam châm TF của ITER, và khả năng dự trữ năng lượng lớn gấp ba lần ITER, khiến nó trở thành nam châm lớn nhất từng được chế tạo cho lò phản ứng nhiệt hạch.
• Thành tựu kỹ thuật: Nam châm được thiết kế và chế tạo trong sáu năm, đã vượt qua cuộc đánh giá toàn diện của chuyên gia vào thứ Bảy. Nó được thiết kế để hoạt động ổn định trong 60 năm ở điều kiện siêu lạnh, dòng điện cao, bức xạ mạnh và ứng suất lớn.

Cuộn solenoid trung tâm (CS) siêu dẫn nhiệt độ cao

• Kết quả thử nghiệm: Hoàn thành thử nghiệm thông số toàn phần trong cùng ngày, với dữ liệu đo được cho thấy dòng điện ổn định 60 kA, năng lượng tích trữ 6,03 MJ, tốc độ thay đổi từ trường tối đa 5,1 T/s, và điện trở tiếp xúc 0,87 nΩ.
• Xếp hạng hiệu suất: Các chỉ số chính và hiệu suất cốt lõi đã đạt đến trình độ dẫn đầu quốc tế.

Sản xuất nội địa 100%

Cả hai nam châm đều đạt được sản xuất nội địa 100% các công nghệ cốt lõi. Mọi bộ phận quan trọng và quy trình sản xuất đều được phát triển trong nước, từ vật liệu siêu dẫn và thiết kế kết cấu đến quy trình chế tạo và cách nhiệt đông lạnh. Dự án đã tạo ra 47 bằng sáng chế và thiết lập 14 tiêu chuẩn.

Ý nghĩa đối với Lộ trình CFETR

Những nam châm này được phát triển trong khuôn khổ chương trình "Mặt Trời nhân tạo" của Trung Quốc thuộc Cơ sở Nghiên cứu Toàn diện về Công nghệ Nhiệt hạch (CRAFT), nền tảng công nghệ tiền chế tạo cho Lò phản ứng thử nghiệm kỹ thuật nhiệt hạch Trung Quốc (CFETR).

CFETR là thiết bị nhiệt hạch bước tiếp theo của Trung Quốc, được thiết kế để lấp đầy khoảng trống giữa lò phản ứng thí nghiệm ITER và một nhà máy điện nhiệt hạch trình diễn (DEMO). Nó được lên kế hoạch theo hai giai đoạn: Giai đoạn I nhắm mục tiêu hệ số khuếch đại nhiệt hạch Q ≈ 10 và công suất nhiệt hạch 500 MW ở chế độ xung, trong khi Giai đoạn II nhắm tới vận hành ổn định với công suất cao hơn.

Viện nghiên cứu tuyên bố rằng những đột phá liên tiếp này "đã củng cố thêm nền tảng cho việc xây dựng các lò phản ứng nhiệt hạch của Trung Quốc" và sẽ "tăng cường đáng kể năng lực nghiên cứu và phát triển độc lập cũng như kỹ thuật xây dựng các lò phản ứng nhiệt hạch của đất nước."

Bối cảnh: Một năm của các cột mốc nhiệt hạch Trung Quốc

Thông báo về nam châm này nối tiếp một số thành tựu nhiệt hạch đáng chú ý khác của Trung Quốc trong năm 2026. Vào tháng 1, các nhà khoa học vận hành lò Tokamak Siêu dẫn Tiên tiến Thực nghiệm (EAST) tại Hợp Phì đã báo cáo việc đẩy mật độ plasma cao hơn 30% đến 65% so với giới hạn lý thuyết được chấp nhận từ lâu, sử dụng một quy trình gọi là tự tổ chức tường plasma. Sau đó vào tháng 6, Tổng công ty Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc đã tạo ra dòng điện plasma hơn 1 triệu ampe lần đầu tiên. Cùng với nhau, những tiến bộ này cho thấy một chương trình nhiệt hạch nội địa đang trưởng thành nhanh chóng với một lộ trình xây dựng rõ ràng hướng tới một nhà máy điện trình diễn vào những năm 2040–2050.