Antares, startup hạt nhân của Mỹ, ngày 6/6 (giờ địa phương) cho biết lò thử nghiệm Mark 0 đặt tại Idaho National Laboratory (INL) đã lần đầu đạt trạng thái tới hạn. Đây là một cột mốc quan trọng trong cuộc đua phát triển lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) thế hệ mới tại Mỹ.

Theo Ars Technica, trạng thái tới hạn là khi phản ứng phân hạch trong lò có thể tự duy trì mà không cần tác động từ bên ngoài. Trong quá trình phát triển lò phản ứng, đây là bước bắt buộc để xác minh thiết kế có vận hành đúng như tính toán lý thuyết hay không.

Tuy nhiên, việc đạt tới hạn không đồng nghĩa với việc Mark 0 đã bước vào giai đoạn phát điện. Hiện thiết bị này chỉ phục vụ thử nghiệm, chưa kết nối với hạ tầng điện lực, và Antares đang tập trung vào việc xác minh thiết kế cũng như thu thập dữ liệu an toàn.

Diễn biến trên diễn ra trong bối cảnh Mỹ đẩy mạnh phát triển công nghệ hạt nhân thế hệ mới. Năm ngoái, chính quyền Trump đã ban hành sắc lệnh hành pháp nhằm thúc đẩy ngành hạt nhân trong nước, đồng thời giao Bộ Năng lượng Mỹ mục tiêu đưa ba thiết kế lò phản ứng thế hệ mới khác nhau đạt trạng thái tới hạn trong hơn một năm.

Tính đến nay, Antares là doanh nghiệp đầu tiên hoàn thành mục tiêu này. Điểm đáng chú ý trong thiết kế của công ty là việc sử dụng nhiên liệu TRISO, loại nhiên liệu hiệu năng cao với các hạt uranium oxide được bọc nhiều lớp carbon và vật liệu gốm. Cấu trúc này cho phép chịu nhiệt cao hơn lò phản ứng truyền thống, đồng thời giảm nguy cơ rò rỉ vật chất phóng xạ.

Antares cho biết công ty chủ trương đơn giản hóa cấu trúc lò, đồng thời dồn các chức năng an toàn vào chính thiết kế nhiên liệu. Mục tiêu là giảm nguy cơ nóng chảy vùng hoạt và hạn chế tối đa khả năng phát tán các đồng vị nguy hiểm ra môi trường khi xảy ra sự cố.

Hệ thống làm mát và truyền nhiệt của lò cũng được thiết kế theo hướng khác biệt. Antares sử dụng chu trình Brayton khép kín, trong đó nhiệt từ lò được truyền qua natri tới bộ trao đổi nhiệt, sau đó tiếp tục truyền sang khí nitơ nén để vận hành turbine. Theo công ty, cấu trúc truyền nhiệt không sử dụng nước này an toàn hơn so với lò nước nhẹ truyền thống.

Trọng tâm của giai đoạn thử nghiệm hiện nay là xác minh thiết kế. Antares đang đối chiếu các điều kiện vật lý bên trong vùng hoạt theo mô phỏng với dữ liệu thực tế từ Mark 0, đồng thời dự kiến sử dụng kết quả này để chuẩn bị hồ sơ an toàn phục vụ quá trình cấp phép. Công ty cho biết sẽ tiến hành thử nghiệm tích hợp, bao gồm cả hệ thống phát điện, trong năm tới.

Bên cạnh khía cạnh công nghệ, định hướng thương mại hóa của Antares cũng thu hút sự chú ý. Dù tận dụng hạ tầng thử nghiệm tại phòng thí nghiệm thuộc Bộ Năng lượng Mỹ, hướng đi thương mại của công ty hiện gắn với Project Pele, chương trình lò phản ứng cơ động do Bộ Quốc phòng Mỹ triển khai. NASA cũng đang hỗ trợ các nghiên cứu liên quan.

Giới công nghiệp nhận định cột mốc mới của Antares vẫn còn cách xa thương mại hóa, nhưng đây là bước tiến đáng kể trong cuộc đua phát triển lò phản ứng thế hệ mới. Hiện tại, tại Mỹ mới chỉ có một thiết kế lò phản ứng thế hệ mới được cấp phép đầy đủ, và vẫn chưa có dự án nào bước sang giai đoạn xây dựng.

Việc Mark 0 đạt trạng thái tới hạn cho thấy công nghệ điện hạt nhân thế hệ mới đang dần rời khỏi quy mô phòng thí nghiệm để bước vào giai đoạn xác minh thực tế. Kết quả thử nghiệm tích hợp và tiến độ cấp phép sẽ là những yếu tố quyết định khả năng thương mại hóa trong thời gian tới.