Đột phá hạt nhân mới nhất của Nhật Bản: "Đi trước phần còn lại của thế giới"

Ngày 27/10/2025, lĩnh vực hạt nhân Nhật Bản đón tin vui: Công ty khởi nghiệp Helical Fusion thông báo hoàn thành thành công cuộc thử nghiệm hiệu suất quan trọng của cuộn dây siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS), một bước quan trọng hướng tới phát triển năng lượng tổng hợp hạt nhân thương mại.

Thành tựu này đánh dấu lần đầu tiên trên thế giới trình diễn cuộn dây HTS quy mô lớn, được thiết kế cho lò phản ứng thương mại có khả năng duy trì dòng điện ổn định trong điều kiện siêu dẫn đồng thời mô phỏng môi trường từ tính bên trong thiết bị nhiệt hạch.

“Điều này có nghĩa là khả năng đạt được mục tiêu sản xuất điện từ năng lượng nhiệt hạch trước phần còn lại của thế giới đã được chứng minh”, Giám đốc điều hành của Helical Fusion, Taguchi Takaya, phát biểu trong một cuộc họp báo.

Thử nghiệm đã đạt được dòng điện siêu dẫn ổn định 40 kA trong từ trường 7 tesla ở 15 K (-258°C) bằng cách sử dụng các cơ sở tại Viện Khoa học Nhiệt hạch Quốc gia Nhật Bản (NIFS).

Thành công này đưa Helical Fusion trở thành một trong những ứng cử viên hàng đầu toàn cầu trong cuộc đua phát triển năng lượng nhiệt hạch thương mại.

Chương trình Helix và tham vọng tổng hợp hạt nhân của Nhật Bản

Helical Fusion có kế hoạch thúc đẩy nghiên cứu theo Chương trình Helix, với mục tiêu hoàn thành các bài kiểm tra hiệu suất của nam châm HTS và hệ thống bộ chuyển hướng tích hợp vào cuối thập niên này.

Bước tiến lớn tiếp theo của Helical Fusion là xây dựng Helix HARUKA, một thiết bị trình diễn tích hợp được thiết kế để chứng minh phản ứng tổng hợp ổn định và liên tục.

Đến những năm 2030, Helical Fusion dự định ra mắt nhà máy thí điểm về phản ứng tổng hợp hạt nhân, Helix KANATA, nơi sẽ chứng minh khả năng hoạt động ổn định 24/7, sản lượng điện dương ròng và bảo trì linh kiện hiệu quả—ba yêu cầu quan trọng để ứng dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân thương mại có hiệu quả.

Là đơn vị thừa hưởng duy nhất công nghệ tổng hợp xoắn ốc của NIFS, Helical Fusion đặt mục tiêu xây dựng nhà máy điện tổng hợp thương mại đầu tiên trên thế giới dựa trên thiết kế Helical Stellarator.

Nhật Bản chi 100 tỷ Yên cho nhiệt hạch

Kể từ khi thành lập vào năm 2021, Helical Fusion đã hợp tác chặt chẽ với NIFS, thành lập một nhóm nghiên cứu chung vào tháng 3/2024 để đẩy nhanh quá trình phát triển hệ thống lò phản ứng và nam châm HTS.

Dự án cũng được hưởng lợi từ chương trình Nghiên cứu đổi mới doanh nghiệp nhỏ (SBIR) Giai đoạn 3 của Nhật Bản, trong đó Bộ Giáo dục, Văn hóa, Thể thao, Khoa học và Công nghệ (MEXT) đã tài trợ 2 tỷ yên (khoảng 13 triệu USD).

Tân Thủ tướng Nhật Bản Takaichi Sanae ủng hộ mạnh mẽ nghiên cứu nhiệt hạch hạt nhân và từng đóng vai trò quan trọng trong việc khởi động sáng kiến tài trợ này.

CEO Taguchi của Helical Fusion đánh giá cao sự ủng hộ của chính phủ nhưng lưu ý rằng Nhật Bản vẫn còn tụt hậu so với các cường quốc nhiệt hạch lớn.

“Chúng tôi hy vọng chính quyền của bà Takaichi sẽ thu hẹp khoảng cách với Mỹ và Trung Quốc, hoặc thậm chí vượt qua họ, thông qua việc tăng cường tài trợ và hỗ trợ chính sách,” ông nói.

Tổng chi tiêu cho năng lượng nhiệt hạch của Nhật Bản hiện ở mức khoảng 100 tỷ yên (hơn 657,6 triệu USD), thấp hơn nhiều so với các khoản đầu tư tương đương hàng nghìn tỷ yên của Mỹ và Trung Quốc trong những năm gần đây. Tuy nhiên, thành công của Helical Fusion mở ra triển vọng để Nhật chuyển hướng sang mở rộng quy mô các dự án nhiệt hạch trong nước.

Cuộc đua toàn cầu và triển vọng của Fusion

Đầu tư vào năng lượng nhiệt hạch trên toàn thế giới đã tăng 2,64 tỷ USD kể từ năm 2024, nhưng các chuyên gia cho biết cần nhiều kinh phí hơn nữa để công nghệ này có thể thương mại hóa.

Trong số khoảng 50 dự án tổng hợp hạt nhân trên toàn cầu, Helical Fusion là một trong số ít dự án hướng tới mục tiêu đáp ứng cả ba tiêu chí thương mại - sản xuất điện ổn định, tăng năng lượng ròng và khả năng bảo trì.

Những doanh nghiệp lớn khác bao gồm Commonwealth Fusion Systems - công ty có trụ sở tại Mỹ, tách ra từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) - có kế hoạch xây dựng một nhà máy điện nhiệt hạch quy mô lưới điện tại bang Virginia vào đầu thập niên 2030.