Marathon Fusion đã xuất hiện từ chế độ bí mật với đề xuất đầy tham vọng sản xuất vàng thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân, khơi mào các cuộc thảo luận sôi nổi về ưu tiên tài trợ nghiên cứu của chính phủ và tính thực tiễn của thuật giả kim hiện đại.
Khoa học đằng sau việc tạo vàng bằng phản ứng tổng hợp
Chương trình Scalable Chrysopoeia của startup này đề xuất sử dụng thủy ngân làm lớp nhân neutron trong các tấm phủ sinh sản của lò phản ứng tổng hợp. Khi Mercury-198 hấp thụ neutron năng lượng cao, nó giải phóng hai neutron và biến đổi thành Mercury-197 không ổn định, sau đó nhanh chóng phân rã thành vàng. Quy trình này dựa trên nghiên cứu từ nhiều thập kỷ trước, bao gồm các thí nghiệm của người đoạt giải Nobel Glenn Seaborg trong những năm 1950 về việc biến đổi bismuth thành vàng bằng máy gia tốc hạt.
Marathon Fusion ước tính phương pháp của họ có thể sản xuất 2 tấn vàng trên mỗi gigawatt năng lượng nhiệt hàng năm. Để so sánh, một lò phản ứng tổng hợp được hiện thực hóa hoàn toàn có thể tạo ra 5 tấn vàng mỗi năm, trị giá khoảng 500 triệu đô la Mỹ theo giá hiện tại. Sản lượng vàng toàn cầu khoảng 4.500 tấn hàng năm, vì vậy vàng được tạo ra từ phản ứng tổng hợp sẽ không làm ngập hoàn toàn thị trường nhưng có thể tác động đáng kể đến giá cả.
Lưu ý: Chrysopoeia là thuật ngữ tiếng Hy Lạp cổ đại chỉ việc biến đổi giả kim từ kim loại cơ bản thành vàng.
Ước tính sản lượng vàng:
- 2 tấn vàng trên mỗi gigawatt năng lượng nhiệt mỗi năm
- Lò phản ứng ITER (0,5 GWth) sẽ sản xuất ~1 tấn vàng hàng năm
- Lò phản ứng nhiệt hạch quy mô đầy đủ (~2,5 GWth) có thể sản xuất ~5 tấn vàng hàng năm
- Giá trị hiện tại: ~500 triệu USD cho 5 tấn
- Sản lượng vàng toàn cầu: ~4.500 tấn hàng năm
Mối quan ngại của cộng đồng về ưu tiên tài trợ
Dự án đã nhận được gần 7 triệu đô la Mỹ tài trợ từ chính phủ thông qua ARPA-E và các nguồn khác, gây ra cuộc tranh luận gay gắt về việc phân bổ nghiên cứu. Những người chỉ trích cho rằng điều này thể hiện ưu tiên sai lầm trong bối cảnh hạn chế ngân sách ảnh hưởng đến chương trình chăm sóc sức khỏe, NASA và nghiên cứu đại học.
Chúng ta đang thiếu tiền đến mức cần phải cắt giảm chăm sóc sức khỏe của người dân, cắt ngân sách NASA, thực hiện cắt giảm lớn đối với nghiên cứu đại học và chấm dứt các chương trình vaccine. Nhưng bằng cách nào đó chúng ta lại có 7 triệu đô la để lãng phí vào việc giả vờ rằng có thể biến chì thành vàng như thể đây là năm 600 trước Công nguyên.
Tuy nhiên, những người ủng hộ phản bác rằng số tiền tài trợ tương đối khiêm tốn theo tiêu chuẩn nghiên cứu của chính phủ và có thể mang lại kiến thức có giá trị ngay cả khi mục tiêu chính thất bại. Họ nhấn mạnh rằng nghiên cứu được tài trợ bởi chính phủ thường trở thành kiến thức công cộng, mang lại lợi ích cho các nhà nghiên cứu tương lai bất kể kết quả của từng dự án cụ thể.
Các nguồn tài trợ của Marathon Fusion:
- ARPA-E (Advanced Research Projects Agency-Energy)
- U15 Fund
- Strong America
- Breakthrough Energy
- Tổng số tiền tài trợ: Gần 7 triệu USD
Thách thức kỹ thuật và thực tế phóng xạ
Cộng đồng đã xác định một số mối quan ngại thực tiễn ngoài vật lý cơ bản. Vàng được sản xuất sẽ có tính phóng xạ, cần 6-8 năm trước khi được phân loại là chất thải hạt nhân mức độ thấp và hơn 17 năm để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt cho việc tiếp xúc với con người.
Các cuộc thảo luận kỹ thuật cũng làm nổi bật thách thức tách chiết, vì vàng và thủy ngân tạo thành hỗn hống có thể làm phức tạp quá trình chiết xuất. Độ phức tạp kỹ thuật của việc tích hợp sản xuất vàng vào hệ thống sinh sản tritium có thể tỏ ra khó khăn đến mức cấm đoán, có khả năng làm suy yếu mục đích tạo năng lượng chính của lò phản ứng tổng hợp.
Dòng thời gian Vàng phóng xạ:
- 6-8 năm: Được phân loại là chất thải hạt nhân cấp thấp Loại A
- 11.1 năm: Không yêu cầu ghi nhãn đặc biệt
- 17.2 năm: Đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt cho việc tiếp xúc với con người
Câu hỏi về khả năng kinh tế
Sự thành công của dự án hoàn toàn phụ thuộc vào việc năng lượng tổng hợp thương mại trở nên khả thi, mà các thị trường dự đoán hiện ước tính khoảng 50% xác suất trong vài thập kỷ tới. Ngay cả khi phản ứng tổng hợp thành công, các yêu cầu kỹ thuật bổ sung cho sản xuất vàng có thể tỏ ra không khả thi về mặt kinh tế.
Phân tích của Marathon Fusion cho thấy doanh thu từ vàng có thể bằng hoặc vượt doanh thu bán điện từ các nhà máy tổng hợp, có khả năng cung cấp hỗ trợ kinh tế quan trọng cho ngành tổng hợp mới nổi. Tuy nhiên, điều này giả định giá vàng vẫn ổn định bất chấp nguồn cung tăng và các thách thức tích hợp kỹ thuật có thể được khắc phục.
Cuộc tranh luận phản ánh những câu hỏi rộng lớn hơn về ưu tiên tài trợ nghiên cứu và sự cân bằng giữa các dự án tham vọng và tiến bộ khoa học từng bước. Mặc dù khoản đầu tư 7 triệu đô la Mỹ chỉ chiếm một phần nhỏ trong ngân sách nghiên cứu của chính phủ, nó tượng trưng cho những căng thẳng lớn hơn về phân bổ tài nguyên trong thời đại có nhiều ưu tiên cạnh tranh và hạn chế ngân sách.
Tham khảo: Government-Funded Alchemy