Trung Quốc chế tạo chùm neutron mạnh nhất thế giới

Nguồn neutron là bộ phận quan trọng của vũ khí hạt nhân hiện đại do nó là ngòi nổ kích hoạt chuỗi phản ứng nhiệt hạch trong đầu đạn hạt nhân. Ảnh: Nuclearsecrecy.com.

Theo South China Morning Post, máy phát neutron nhiệt hạch D-T cường độ cao (Hineg) tại Viện Khoa học Vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc tại Hợp Phì, thủ phủ tỉnh An Huy ở miền đông Trung Quốc, sản sinh hơn một nghìn tỷ neutron mỗi giây trong lần chạy thử nghiệm vào ngày 9/1.

Một nhóm các nhà vật lý hạt nhân dẫn đầu là giáo sư Wu Yican bắn deuterium, một đồng vị bền của hydro, vào một bia làm bằng tritium, một đồng vị khác của hydro có tính phóng xạ cao. Hai đồng vị này khi hợp lại tạo thành helium, đồng thời bức xạ ra một neutron với động năng rất lớn. Khi quá trình nhiệt hạch tiếp tục xảy ra, các nhà khoa học sẽ thu được một chùm neutron ổn định với năng lượng cao.

Máy phát neutron là một phần quan trọng của vũ khí hạt nhân hiện đại. Nó tạo ra một chùm neutron để kích hoạt chuỗi phản ứng phân hạch hoặc nhiệt hạch trong đầu đạn hạt nhân. Một máy phát neutron tiên tiến có thể giúp giảm đáng kể kích thước và trọng lượng của vũ khí hạt nhân thông thường.

Thiết kế của nguồn Hineg được xây dựng tại Hợp Phì, Trung Quốc. Ảnh: CAS.

Ngoài ra, bản thân máy phát neutron cũng có thể được sử dụng như một vũ khí nguy hiểm. Bom neutron tạo ra chùm neutron mạnh có thể hủy diệt sự sống trong bán kính nhiều km mà không làm hư hại các tòa nhà và xe tăng. Đó là do các neutron được gia tốc có thể phá hủy tế bào hữu cơ nhưng lại xuyên qua nhiều vật liệu vô cơ. Bom neutron tạo ra ít bụi phóng xạ, không gây độc hại cho môi trường trong một thời gian dài sau đó.

Theo các nhà khoa học Trung Quốc, máy phát neutron cực mạnh tại Hợp Phì chủ yếu phục vụ cho mục đích dân sự. Giáo sư Wu cho biết máy phát neutron sẽ được sử dụng để kiểm tra sự phân hủy của các kim loại đặc biệt, được sử dụng cho các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân trong tương lai.

Ngoài ra, máy phát neutron Hineg còn được dùng để giả lập các môi trường khắc nghiệt bên trong lò phản ứng nhiệt hạch. Ứng dụng này giúp các nhà khoa học tìm ra những hợp kim có khả năng chịu được sự bắn phá của neutron năng lượng cao khi lò phản ứng nhiệt hạch hoạt động.

Buồng nhiệt hạch của nguồn Hineg tạo ra một nghìn tỷ neutron mỗi giây trong lần chạy thử đầu tiên ngày 9/1/2016. Ảnh: CAS.

Với lần thử nghiệm thành công này, các nhà khoa học dự định sẽ tăng công suất của máy phát Hineg lên 100 lần trong vài năm tới, biến nó trở thành máy phát neutron mạnh nhất trên thế giới.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu vẫn còn phải vượt qua một số rào cản kỹ thuật. Một trong những thách thức lớn nhất là làm thế nào để làm mát cho bia Tritium, nơi thường có nhiệt độ rất cao khi bị chùm deuterium bắn vào.

Li Yuan, một giáo sư vật lý tại Đại học Bắc Kinh, chuyên gia về neutron, cho biết Trung Quốc vẫn đi sau các nước phương Tây về công nghệ máy phát neutron. "Nhiều thí nghiệm đòi hỏi nguồn neutron mạnh phải tiến hành ở nước ngoài do các điều kiện thí nghiệm ở mức trung bình tại Trung Quốc", Li nói. "Thử nghiệm thành công với máy Hineg là một bước tiến quan trọng giúp Trung Quốc thu hẹp khoảng cách với các nước khác như Mỹ trong những năm tới".