Mỹ nối lại sản xuất hợp kim binary sau 20 năm gián đoạn, vật liệu then chốt cho đầu đạn hạt nhân

Ngày 5/11, Cơ quan An ninh Hạt nhân Quốc gia Mỹ (NNSA) cho phép tổ hợp Y-12 sản xuất lại hợp kim binary, vật liệu dùng chế tạo vỏ bức xạ trong đầu đạn hạt nhân. Năng lực này đã gián đoạn suốt 20 năm. Bước đi giúp Mỹ bớt phụ thuộc vào kho hợp kim dự trữ cũ, song tương lai kho vũ khí còn tùy thuộc vào các nhà máy đang chậm tiến độ nhiều năm.

Hợp kim binary là gì và vì sao Mỹ phải sản xuất lại

Trước khi được nối lại sản xuất, hợp kim binary và quy trình chế tạo tại Y-12 đã được hai phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore và Los Alamos thẩm định. Sau đó, cơ sở Y-12 tại Oak Ridge, bang Tennessee, được NNSA thuộc Bộ Năng lượng Mỹ chấp thuận hoạt động trở lại. Theo NNSA, bước tiến này chấm dứt hai thập kỷ Mỹ phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn hợp kim dự trữ có hạn, được chế tạo từ nhiều năm trước.

Ảnh chụp từ trên cao khu phức hợp an ninh quốc gia Mỹ Y-12. Ảnh: NNSA

Thông cáo của NNSA không nêu thành phần cụ thể hay sản lượng dự kiến. Tuy nhiên, tài liệu giải trình ngân sách năm tài khóa 2027 xác định binary là hợp kim giữa urani nghèo và niobi. Theo các tài liệu công khai, vật liệu này tạo nên vỏ bức xạ của đầu đạn nhiệt hạch hai tầng, bộ phận giữ và truyền năng lượng tia X từ tầng sơ cấp sang tầng thứ cấp để kích hoạt phản ứng nhiệt hạch.

Thông cáo cũng không giải thích lý do dây chuyền từng ngừng, nhưng cơ quan kiểm toán Quốc hội Mỹ (GAO) có ghi lại mốc thời gian. Từ đầu những năm 2000, một số dây chuyền urani nghèo tại Y-12 bị đóng cửa hoặc sáp nhập. Năm 2020, GAO cho biết hợp kim này đã hơn mười năm không được nấu, và chiến lược của NNSA xếp các bộ phận này vào nhóm đắt đỏ, mất nhiều thời gian chế tạo nhất.

Y-12 ra đời năm 1943 trong Dự án Manhattan, từng làm giàu urani cho quả bom ném xuống Hiroshima. Ngày nay, nơi này sản xuất các bộ phận urani và tầng thứ cấp cho mọi vũ khí hạt nhân Mỹ. Tầng thứ cấp được niêm phong trong cụm lắp ráp kín (CSA) rồi chuyển tới nhà máy Pantex, bang Texas. Ngày 1/9, Y-12 hoàn tất cụm CSA cuối cùng cho bom B61-13, sớm bảy tháng so với kế hoạch.

Quả bom hạt nhân B61-13 đầu tiên. Ảnh: NNSA

Ông Brandon Williams, người đứng đầu NNSA, nhận định: “Đây không đơn thuần là chuyện một nguyên liệu làm đầu đạn. Bước chuyển này thể hiện cam kết của chúng tôi với khả năng duy trì kho vũ khí trong dài hạn và an ninh bền vững của đất nước”. Ông gắn sự kiện với các khoản đầu tư “sâu rộng” của chính quyền Tổng thống Donald Trump nhằm hồi sinh hạ tầng hạt nhân.

Các nhà máy vật liệu hạt nhân trễ hạn, đội vốn

Trái với tiến triển ở hợp kim binary, các công trình lớn hơn vẫn chậm. Số liệu từ các nguồn được dẫn trong bài như sau:

Ngày 16/10, NNSA cho phép triển khai toàn diện việc xây dựng nhà máy thứ hai tại Savannah River, bang South Carolina. Sau khi hoàn thành, nhà máy vẫn cần thêm thời gian kiểm định và chuẩn bị vận hành trước khi sản xuất lõi plutonium.

Khoảng cách giữa yêu cầu luật định và năng lực thực tế

Với tiến độ hiện nay, phòng thí nghiệm Los Alamos có thể vẫn là cơ sở duy nhất của Mỹ sản xuất lõi plutonium trong hơn một thập kỷ tới. Luật liên bang yêu cầu Los Alamos duy trì năng lực ổn định ít nhất 30 lõi mỗi năm, còn Savannah River tối thiểu 50 lõi. Quốc hội Mỹ đặt mục tiêu toàn hệ thống chế tạo ít nhất 80 lõi trong năm 2030.

Trước khoảng cách này, bản ghi nhớ ngày 11/2 của NNSA đặt mục tiêu giúp Los Alamos đủ điều kiện nâng năng lực lên 100 lõi mỗi năm vào cuối năm 2028. Tuy nhiên, đây mới là mục tiêu về khả năng sản xuất, không đồng nghĩa nhà máy sẽ thực sự đạt sản lượng đó.

Việc sản xuất lõi plutonium mới chủ yếu phục vụ các chương trình hiện đại hóa đầu đạn, trong đó có W87-1, chứ không phải vì lõi đang sử dụng mất độ tin cậy. Nghiên cứu hoàn tất tháng 3/2026 của nhóm cố vấn khoa học độc lập JASON kết luận plutonium trong kho vũ khí Mỹ đang lão hóa chậm, những thay đổi ghi nhận chưa ảnh hưởng đến hiệu năng hiện tại. Dù vậy, nhóm khuyến nghị duy trì khả năng chế tạo lõi mới để chủ động ứng phó rủi ro khi vật liệu tiếp tục xuống cấp.

Các đầu đạn hạt nhân nhiệt W87. Ảnh: Wikipedia

Khôi phục hợp kim binary cũng là bước chuẩn bị cho nhu cầu dài hạn. Kho dự trữ cũ đã đáp ứng được 20 năm nhưng không thể là nguồn cung vô hạn. Song song, Y-12 đang cải tiến quy trình để dùng vật liệu hiệu quả hơn.

Hợp kim binary không đồng nghĩa với thêm đầu đạn

Sản xuất lại hợp kim binary là cột mốc hạ tầng, chưa phải dấu hiệu Mỹ tăng số đầu đạn. Theo Viện Nghiên cứu Hòa bình Quốc tế Stockholm (SIPRI), kho vũ khí quân sự Mỹ tháng 1/2026 có khoảng 3.700 đầu đạn, con số gần như không đổi.

Nhu cầu vỏ bức xạ đến từ các chương trình thay thế. NNSA đang phát triển W87-1 cho tên lửa đạn đạo xuyên lục địa Sentinel, W93 cho tàu ngầm và W80-4 cho tên lửa hành trình phóng từ máy bay. Mỹ cũng dự kiến phát triển W80-5 cho tên lửa hành trình phóng từ biển. NNSA không nói chương trình nào sẽ dùng hợp kim binary mới; tài liệu ngân sách chỉ nêu vỏ bức xạ cần cho “các yêu cầu bàn giao vũ khí sắp tới”.

Tên lửa đạn đạo xuyên lục địa Sentinel đang được phát triển. Ảnh: Không quân Mỹ

Sau Chiến tranh Lạnh, Mỹ chủ yếu bảo dưỡng và kéo dài tuổi thọ các đầu đạn hiện có thay vì chế tạo mới. Cách làm này khiến một số dây chuyền vật liệu chuyên dụng dần ngừng hoạt động, trong đó có hợp kim binary. Để khôi phục năng lực, Washington đề xuất ngân sách 32,8 tỉ USD cho NNSA trong năm tài khóa 2027, tăng 29% so với năm trước. Theo Cơ quan Nghiên cứu Quốc hội Mỹ, riêng khoản chi cho các hoạt động liên quan đến vũ khí hạt nhân dự kiến đạt 27,44 tỉ USD, tăng 35%.

Theo SIPRI, Hiệp ước Cắt giảm vũ khí tấn công chiến lược mới (New START) giữa Mỹ và Nga hết hạn vào tháng 2/2026 trong khi hai nước chưa đạt thỏa thuận thay thế. Hồi tháng 9, ông Brandon Williams cảnh báo “các đối thủ của chúng ta đang nhanh chóng hiện đại hóa và mở rộng kho vũ khí hạt nhân”.

Nhìn chung, việc khôi phục hợp kim binary giúp Mỹ giải quyết một phần khó khăn trong hiện đại hóa kho vũ khí hạt nhân, nhưng nhiều trở ngại vẫn còn. Mỹ cần mở rộng năng lực chế tạo lõi plutonium và hoàn thành các cơ sở xử lý urani, lithium đang chậm tiến độ. Tiến độ của những dự án này sẽ quyết định liệu các khoản đầu tư lớn có giúp duy trì và hiện đại hóa kho vũ khí trong dài hạn hay không.