人类的科技树，终于点亮了炼金术

Nguyên bản | Odaily（@OdailyChina）

Tác giả｜Azuma（@azuma_eth）

Trong dòng chảy lịch sử dài dằng dặc của nhân loại, "biến đá thành vàng" luôn là một trong những ảo tưởng tột cùng mê hoặc con người nhất.

Từ những căn hầm tối tăm khói lửa ở châu Âu thời trung cổ, đến những lò luyện đan mà các đế vương phương Đông lùng sục khắp thiên hạ, vô số nhà giả kim và bậc thầy khoa học vĩ đại — trong đó có cha đẻ của vật lý hiện đại Isaac Newton — đều từng đổ xô theo đuổi thuật giả kim, cố gắng tinh luyện ra vàng óng từ chì hay thủy ngân (thủy ngân) rẻ tiền. Thế nhưng, suốt hàng nghìn năm, những nỗ lực ấy đều thất bại không ngoại lệ.

Với sự hình thành của hệ thống hóa học hiện đại, nhân loại cuối cùng đã hiểu rằng phản ứng hóa học chỉ có thể tác động lên đám mây electron ở lớp ngoài nguyên tử, mà không thể thay đổi số proton bên trong hạt nhân nguyên tử. Khoảng cách "một proton" giữa nguyên tố số 79 vàng (Au) và nguyên tố số 80 thủy ngân (Hg), ở phương diện hóa học, là một vực thẳm không bao giờ có thể vượt qua.

Chính vì thế, trong thường thức tài chính và vật lý hiện đại, vàng từ xưa đến nay luôn được coi là nguồn tài nguyên khan hiếm tột cùng, bất biến và không thể nhân tạo của tự nhiên — mỗi một gam vàng trên Trái Đất đều đến từ những thảm họa vũ trụ cấp độ siêu tân tinh hoặc va chạm sao neutron cách đây hàng tỷ năm. Việc vàng có thể trở thành đồng tiền cứng và nền tảng lưu trữ giá trị xuyên suốt hàng nghìn năm, chính là được xây dựng trên quy luật sắt đá "bất khả tăng phát về mặt vật lý" này.

Thế nhưng, logic nền tảng đã kéo dài hàng nghìn năm này đang bị chấn động chưa từng có tại một phòng thí nghiệm ở trung tâm thành phố San Francisco.

Ngày 22 tháng 10, một startup nhiệt hạch hạt nhân tại Thung lũng Silicon mang tên Marathon Fusion đã công bố rầm rộ rằng họ đã trình diễn "thuật giả kim" hiện đại với tốc độ cao — sử dụng dòng neutron năng lượng cao do phản ứng nhiệt hạch tạo ra, chuyển hóa thành công thủy ngân (Hg) thành vàng thật, ổn định, và tốc độ chuyển hóa đã phá vỡ kỷ lục do Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN) lập năm 2025, nâng cao gấp 10 lần.

Marathon Fusion rốt cuộc là ai? Cái gọi là "biến thủy ngân thành vàng" có thực sự có cơ sở khoa học? Khi "thuật giả kim" bước vào hiện thực, câu chuyện khan hiếm của vàng liệu có bị viết lại? Mọi câu trả lời đều phải bắt đầu từ con đường công nghệ đầy tinh thần phản kháng của startup công nghệ cứng Thung lũng Silicon này.

Tham vọng của Marathon Fusion: Từ "biến thủy ngân thành vàng" đến đế chế thương mại biến đổi hạt nhân

Marathon Fusion được thành lập tại San Francisco năm 2023, hai nhà đồng sáng lập lần lượt là Kyle Schiller (CEO), từng là nhà nghiên cứu chính sách khoa học tại quỹ Schmidt Futures của cựu CEO Google Eric Schmidt, và Adam Rutkowski (CTO), cựu kỹ sư động cơ đẩy của SpaceX, có nền tảng vật lý plasma tại Princeton.

Khi mới thành lập, Marathon Fusion đã nhận được khoảng 4 triệu USD tài trợ từ chính phủ Mỹ, ngoài ra còn hoàn thành vòng gọi vốn hạt giống 5,9 triệu USD. Công ty vốn tập trung giải quyết bài toán nền tảng khó nhằn nhất của lò phản ứng nhiệt hạch là "chu trình và tách nhiên liệu triti"; tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu phát triển năm 2025, nhóm đã bất ngờ tính ra một bài toán kinh tế mang tính đột phá — thay vì chờ đợi hàng chục năm để bán điện từ nhiệt hạch, chi bằng trước tiên sử dụng dòng neutron năng lượng cao do nhiệt hạch tạo ra để khởi động "biến đổi hạt nhân" (Transmutation, tức là trực tiếp thay đổi cấu trúc hạt nhân nguyên tử thông qua phản ứng hạt nhân, chuyển hóa nguyên tố này thành nguyên tố khác), dựa vào đồng sản xuất vàng và đồng vị y tế giá trên trời để sớm hiện thực hóa vòng tuần hoàn thương mại. Hiện nay, đội ngũ kỹ thuật phần cứng chỉ với 28 người, tỷ lệ tiến sĩ chưa đến một phần năm này, đang cố gắng xây dựng từ con số không một thiết bị "nhiệt hạch hạt nhân toàn diện".

Phân tích kỹ lưỡng con đường công nghệ và video thí nghiệm mà Marathon Fusion công bố, có thể thấy "biến thủy ngân thành vàng" mà họ quảng bá tuyệt đối không phải là một màn ảo thuật khoa học đơn thuần nhằm thu hút sự chú ý, mà là một mắt xích then chốt trong bản thiết kế thương mại "biến đổi hạt nhân quy mô lớn" (Scalable Transmutation) đồ sộ của họ.

Kiến trúc cốt lõi: Tái khởi động phương án kinh điển thập niên 1980

Khác với tuyệt đại đa số các công ty nhiệt hạch theo đuổi phát điện quy mô lớn, Marathon Fusion đã chọn một lối tắt kỹ thuật cực kỳ thực dụng trên lò phản ứng thương mại thế hệ đầu tiên — nhiệt hạch dẫn dòng (Beam-Driven Fusion).

Trong video công nghệ chính thức, nguyên lý hoạt động của lò phản ứng thế hệ đầu tiên rất rõ ràng. Đầu tiên, nung chảy kim loại lithium và bay hơi bám lên một tấm đồng rắn, sau đó để lớp lithium này hấp thụ đồng vị hydro (triti) bão hòa, tạo thành bia rắn; tiếp theo, khí deuteri được ion hóa và gia tốc qua điện trường cao áp, dùng chùm ion deuteri năng lượng cao bắn trực tiếp vào bia, từ đó kích hoạt phản ứng nhiệt hạch deuteri-triti (D-T).

Kiến trúc này không phải là sản phẩm của trí tưởng tượng. Ngay từ thập niên 1980, Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) của Mỹ đã từng vận hành ổn định hơn 25.000 giờ ở mật độ công suất nhiệt hạch cao với nguồn neutron bia triti quay (RTNS-II) tương tự.

Marathon Fusion thì kết hợp xử lý lithium nóng chảy hiện đại, tạo ion tần số vô tuyến và công nghệ máy ly tâm plasma — chỉ tuần trước, họ vừa phá vỡ kỷ lục làm giàu đồng vị bằng máy ly tâm plasma mà Liên Xô đã giữ suốt 40 năm — để tái thương mại hóa kiến trúc kinh điển này. Mục tiêu của Marathon Fusion là trên một bia chỉ có đường kính 1 cm, liên tục bắn một nghìn tỷ neutron năng lượng cao mỗi giây, và trong vòng một năm tới hiện thực hóa "gấp đôi mật độ công suất nhiệt hạch mỗi tháng", dự kiến giao lò phản ứng thương mại thế hệ đầu tiên cho các đối tác đầu tiên vào năm 2027.

"Biến thủy ngân thành vàng" được hiện thực hóa như thế nào?

Vì phương pháp hóa học không thể tạo ra vàng, vậy vật lý hạt nhân đã làm được điều đó như thế nào? Câu trả lời nằm ở neutron năng lượng cao 14,1 MeV (mêga electron volt) của phản ứng nhiệt hạch.

Mỗi phản ứng nhiệt hạch deuteri-triti đều bắn ra một neutron với năng lượng lên tới 14,1 MeV ở tốc độ cực cao. Khi "viên đạn siêu hạng" này bắn vào đồng vị thủy ngân-198 ổn định tồn tại trong tự nhiên, sẽ xảy ra phản ứng hạt nhân (n, 2n) — tức là một neutron lao vào, đánh bật một neutron khác trong hạt nhân nguyên tử ban đầu ra ngoài, tổng cộng có hai neutron bay ra.

Lúc này, thủy ngân-198 đã mất neutron biến thành đồng vị phóng xạ không ổn định thủy ngân-197. Sau vài ngày chu kỳ bán rã phân rã (bắt giữ electron), một proton trong hạt nhân thủy ngân-197 chuyển hóa thành neutron, nguyên tố số 80 thủy ngân theo lẽ tự nhiên biến đổi thành nguyên tố số 79 — vàng-197, đây cũng là đồng vị vàng ổn định duy nhất trong tự nhiên.

Lý do quá trình này bắt buộc phải dựa vào nhiệt hạch hạt nhân là vì ngưỡng năng lượng để kích hoạt phản ứng này khoảng trên 6 MeV, neutron do các nhà máy điện phân hạch truyền thống tạo ra có năng lượng quá thấp, hoàn toàn không thể bắn văng hạt nhân thủy ngân; trong khi lò phản ứng nhiệt hạch mỗi lần kích hoạt đều có thể tạo ra chính xác loại neutron năng lượng cao này. Quan trọng hơn, trong thiết kế lò phản ứng của Marathon Fusion, hai neutron bị bắn văng ra từ thủy ngân-198 cũng không bị lãng phí, chúng sẽ tiếp tục bắn vào lithium-6 trong lớp áo, phân hạch tạo ra triti (Tritium) và heli-4 cần thiết cho lò phản ứng, từ đó trong tương lai hiện thực hóa "phát điện + nhân giống nhiên liệu + giả kim" một mũi tên trúng ba đích.

Cỗ máy in tiền thực sự: Còn có thứ đắt gấp tỷ lần vàng

Mặc dù "tạo ra vàng" nghe có vẻ đủ hấp dẫn, nhưng ở giai đoạn hiện tại, cốt lõi thương mại thực sự của Marathon Fusion thực chất là đồng vị y tế quý hiếm (Medical Isotopes).

Cái gọi là đồng vị y tế, có thể được ví như "tên lửa hạt nhân sinh học" trong lĩnh vực y học chính xác hiện đại — sau khi kết hợp với các phân tử nhắm mục tiêu cụ thể và tiêm vào cơ thể bệnh nhân, nó có thể khóa chặt khối u một cách chính xác, sử dụng tia bức xạ do bản thân phân rã phát ra để tiêu diệt tế bào ung thư từ bên trong mà không làm tổn hại đến các mô khỏe mạnh xung quanh. Tuy nhiên, phần lớn các đồng vị loại này có chu kỳ bán rã cực ngắn (không thể tích trữ lâu dài, phải sản xuất và sử dụng ngay), và công suất của vài lò nghiên cứu phân hạch cũ kỹ còn lại trên thế giới đã sớm cận kề giới hạn. Sự mất cân bằng cung cầu cực độ khiến chúng thường được định giá theo "microgam" thậm chí "mili curie" trên thị trường dược phẩm, quy đổi ra trọng lượng gam thì đơn giá lên tới hàng chục triệu thậm chí hàng chục tỷ USD, là một trong những vật chất có đơn giá cao nhất trên Trái Đất.

Trong những năm gần đây, liệu pháp xạ trị nhắm mục tiêu (Targeted Radiotherapy) đã chứng kiến sự bùng nổ theo cấp số nhân trong lĩnh vực điều trị ung thư. Thuốc hạt nhân điều trị ung thư tuyến tiền liệt Pluvicto do Novartis ra mắt có giá mỗi liều lên tới 42.500 USD, doanh số năm ngoái đạt 1,9 tỷ USD, thậm chí từng buộc phải tạm ngừng tiếp nhận bệnh nhân mới