Marathon Fusion, công ty khởi nghiệp về năng lượng nhiệt hạch có trụ sở tại San Francisco (Mỹ), tuyên bố đã đạt bước tiến trong việc biến thủy ngân thành vàng bằng neutron từ phản ứng nhiệt hạch.
Theo Marathon Fusion, các thử nghiệm mới nhất cho thấy công ty có thể chuyển hóa thủy ngân thành vàng với tốc độ nhanh gấp 10 lần kỷ lục do Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) thiết lập năm 2025. Tuy nhiên, các kết quả hiện cần được xác nhận độc lập, trong khi khả năng sản xuất vàng với quy mô lớn và chi phí cạnh tranh vẫn chưa được chứng minh.
Quá trình mà Marathon Fusion theo đuổi được gọi là biến đổi hạt nhân, khác với phản ứng hóa học thông thường vốn chỉ làm thay đổi cách các nguyên tử liên kết với nhau. Phương pháp này tác động trực tiếp vào hạt nhân nguyên tử để tạo ra một nguyên tố hoặc đồng vị khác.
Theo phương án công ty đề xuất, nguyên liệu ban đầu là thủy ngân-198, một đồng vị ổn định của thủy ngân. Neutron năng lượng cao sinh ra từ phản ứng nhiệt hạch giữa deuterium và tritium được sử dụng để kích hoạt phản ứng hạt nhân, chuyển thủy ngân-198 thành thủy ngân-197.
Thủy ngân-197 có tính phóng xạ và có thể phân rã thông qua quá trình bắt giữ electron để tạo thành vàng-197, đồng vị bền của vàng tự nhiên.
Về nguyên lý, việc tạo ra vàng bằng biến đổi hạt nhân không phải phát hiện hoàn toàn mới. Các nhà khoa học từng ghi nhận sự hình thành vàng trong những thí nghiệm vật lý hạt tại CERN. Tuy nhiên, lượng vàng thu được rất nhỏ. Thí nghiệm ALICE của tổ chức này ước tính chỉ tạo ra khoảng 29 picogram vàng trong bốn năm hoạt động.
Marathon Fusion cho biết các thử nghiệm gần đây đã vượt qua giai đoạn mô phỏng được công bố trước đó. Công ty chia sẻ những biểu đồ phổ năng lượng với các tín hiệu được cho là dấu hiệu của thủy ngân-197 và vàng-197 sau quá trình chiếu xạ neutron.
Trong nghiên cứu công bố năm 2025, Marathon Fusion ước tính một nhà máy nhiệt hạch được thiết kế phù hợp có thể sản xuất khoảng 2 tấn vàng mỗi năm trên mỗi gigawatt điện công suất.
Đây là dự báo dựa trên mô hình về một hệ thống nhiệt hạch trong tương lai, không phải sản lượng đã được tạo ra trong thực tế. Để đạt được quy mô này, công ty cần chứng minh khả năng vận hành ổn định của lò phản ứng, tối ưu quá trình chiếu xạ và tách đồng vị, đồng thời kiểm soát các sản phẩm phụ phóng xạ.
Chi phí năng lượng, xử lý thủy ngân, bảo đảm an toàn bức xạ và tinh chế sản phẩm sẽ quyết định liệu vàng nhân tạo có thể cạnh tranh với vàng khai thác hay không.
Khả năng tạo vàng trong phòng thí nghiệm vì vậy chưa đồng nghĩa với việc thị trường kim loại quý sẽ xuất hiện một nguồn cung mới đủ lớn để làm thay đổi giá vàng. Những dự báo về sản lượng ở quy mô gigawatt vẫn phụ thuộc vào nhiều điều kiện kỹ thuật và kinh tế chưa được kiểm chứng.
Bên cạnh vàng, Marathon Fusion đang hướng tới sản xuất các đồng vị phóng xạ phục vụ y học hạt nhân. Công ty cho biết đã tiến hành các thí nghiệm chiếu xạ kẽm bằng neutron nhiệt hạch để tạo ra các đồng vị đồng phóng xạ, trong đó có đồng-64 và đồng-67.
Đồng-64 được sử dụng trong một số ứng dụng chẩn đoán hình ảnh, trong khi đồng-67 có tiềm năng phục vụ các phương pháp điều trị ung thư nhắm mục tiêu. Những đồng vị này có thể giúp bác sĩ xác định vị trí khối u hoặc đưa bức xạ đến các tế bào ung thư thông qua những phân tử được thiết kế để liên kết với mục tiêu cụ thể.
Theo định hướng của doanh nghiệp, các hệ thống nhiệt hạch trong tương lai có thể trở thành nguồn cung bổ sung cho những đồng vị y tế có giá trị cao. Tuy nhiên, việc thương mại hóa còn phụ thuộc vào sản lượng, độ tinh khiết, năng lực chế biến, yêu cầu quản lý và khả năng vận chuyển.
Marathon Fusion cũng kỳ vọng quá trình phát triển các hệ thống nhiệt hạch phục vụ những ứng dụng công nghiệp chuyên biệt sẽ giúp công ty hoàn thiện linh kiện, công nghệ và chuỗi cung ứng cho các nhà máy điện nhiệt hạch trong tương lai.
