Lần đầu tiên tại Mỹ, lò phản ứng hạt nhân tiên tiến cấp điện cho chip AI của Nvidia

Một công ty khởi nghiệp hạt nhân tại California lần đầu tiên tại Mỹ đã dùng lò phản ứng tiên tiến để cấp điện cho chip AI của Nvidia, kết nối hai chủ đề công nghệ thâm dụng vốn nhất.

Valar Atomics Inc., một công ty khởi nghiệp hạt nhân có trụ sở tại California, đã tạo ra điện từ một lò phản ứng tiên tiến làm mát bằng heli để vận hành chip AI Blackwell của Nvidia Corp. vào ngày 1/7, đánh dấu lần đầu tiên năng lượng hạt nhân dạng nhỏ gọn cấp điện cho một trung tâm dữ liệu đang hoạt động tại Mỹ.

"Thử nghiệm này chứng minh rằng hạt nhân tiên tiến có thể cung cấp nguồn điện đáng tin cậy, không phát thải carbon mà cơ sở hạ tầng AI yêu cầu," một phát ngôn viên của công ty cho biết, đồng thời nói thêm rằng cuộc trình diễn chỉ sử dụng một phần nhỏ công suất tiềm năng của lò phản ứng.

Lò phản ứng sử dụng khí heli làm chất làm mát thay vì nước, cho phép vận hành ở nhiệt độ cao hơn và áp suất thấp hơn so với các lò phản ứng nước nhẹ thông thường. Thử nghiệm đã cấp điện cho một GPU Blackwell duy nhất, kiến trúc mới nhất của Nvidia có thể tiêu thụ hơn 1.000 watt khi hoạt động hết công suất, theo thông số kỹ thuật được công bố của nhà sản xuất chip. Valar Atomics không tiết lộ công suất của lò phản ứng hay vị trí chính xác của thử nghiệm.

Cột mốc này diễn ra trong bối cảnh nhu cầu điện cho các trung tâm dữ liệu AI được dự báo sẽ tăng vọt. Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính các trung tâm dữ liệu có thể tiêu thụ hơn 1.000 terawatt-giờ vào năm 2026, gần gấp đôi mức của năm 2024. Đối với Nvidia, nơi các GPU thống trị thị trường huấn luyện AI, việc kết hợp chip với nguồn phát điện hạt nhân tại chỗ có thể giúp giảm chi phí điện cho khách hàng đám mây và giảm bớt các hạn chế về lưới điện đang đe dọa làm chậm quá trình mở rộng trung tâm dữ liệu.

Lĩnh vực khởi nghiệp lò phản ứng đông đúc

Valar Atomics gia nhập nhóm một số công ty khởi nghiệp — bao gồm Kairos Power, TerraPower và X-energy — đang chạy đua thương mại hóa các lò phản ứng tiên tiến có quy mô nhỏ hơn và chi phí xây dựng thấp hơn so với các nhà máy hạt nhân truyền thống. Không giống như các lò phản ứng thông thường tạo ra hàng trăm megawatt, các thiết kế tiên tiến này nhắm tới công suất đầu ra ở mức hàng chục megawatt, khiến chúng phù hợp để cấp điện cho các khu trung tâm dữ liệu riêng lẻ.

Bộ Năng lượng Mỹ đã phân bổ hơn 3 tỷ USD thông qua Chương trình Trình diễn Lò phản ứng Tiên tiến để hỗ trợ phát triển hạt nhân tiên tiến. Valar Atomics chưa tiết lộ tổng số vốn huy động được hay công suất cụ thể của lò phản ứng thử nghiệm.

Các lò phản ứng làm mát bằng heli, một dạng thiết kế Thế hệ IV, hoạt động với hiệu suất nhiệt cao hơn các nhà máy làm mát bằng nước vì heli không hấp thụ neutron hay ăn mòn các bộ phận của lò phản ứng. Điều này cho phép lõi lò nhỏ hơn và cấu trúc ngăn chặn đơn giản hơn, qua đó có khả năng giảm chi phí xây dựng vốn là vấn đề nan giải đối với các dự án hạt nhân truyền thống.

Ý nghĩa đối với Nvidia và cơ sở hạ tầng AI

Cổ phiếu Nvidia đã tăng hơn 150% trong 12 tháng qua khi nhu cầu về điện toán AI bùng nổ, đưa vốn hóa thị trường của công ty lên trên 3.000 tỷ USD. Khả năng cấp điện cho chip bằng hạt nhân tiên tiến có thể tạo ra lợi thế cạnh tranh khi các nhà cung cấp đám mây siêu lớn — Amazon.com Inc., Microsoft Corp. và Google của Alphabet Inc. — đang chạy đua để đảm bảo nguồn năng lượng sạch cho đội trung tâm dữ liệu đang mở rộng của họ.

Đối với các nhà đầu tư, thử nghiệm này củng cố cho luận điểm đã thúc đẩy hàng tỷ USD vốn đầu tư mạo hiểm vào các công ty khởi nghiệp hạt nhân: rằng cơn khát năng lượng của AI sẽ tạo ra một hạng mục nhu cầu mới cho các lò phản ứng tiên tiến. Thị trường SMR toàn cầu có thể đạt 30 tỷ USD vào năm 2035, theo ước tính từ Viện Năng lượng Hạt nhân, khi các nhà vận hành trung tâm dữ liệu tìm kiếm giải pháp thay thế cho khí đốt tự nhiên và năng lượng tái tạo quy mô lưới điện.

Microsoft đã ký một thỏa thuận mua bán điện với Constellation Energy Corp. để khởi động lại một tổ máy tại Three Mile Island, trong khi Amazon và Google đã đầu tư vào các nhà phát triển SMR. Thử nghiệm của Valar Atomics cho thấy các lò phản ứng nhỏ hơn, linh hoạt hơn có thể đi vào vận hành thương mại nhanh hơn so với các dự án quy mô lớn được các ông lớn công nghệ hậu thuẫn.

Lộ trình pháp lý và mốc thời gian thương mại

Các nhà phát triển lò phản ứng tiên tiến phải đối mặt với quy trình cấp phép kéo dài với Ủy ban Điều tiết Hạt nhân (NRC), cơ quan này mới chỉ phê duyệt một thiết kế lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) cho đến nay — mô-đun 50 megawatt của NuScale Power. NRC đang xem xét một số đơn đăng ký khác theo khuôn khổ tinh gọn mới dành cho lò phản ứng tiên tiến, mặc dù cơ quan này đã cảnh báo rằng các thiết kế lần đầu tiên sẽ yêu cầu đánh giá an toàn bổ sung.

Valar Atomics chưa tiết lộ liệu họ đã nộp đơn xin cấp phép hay có kế hoạch tìm kiếm sự chấp thuận của NRC để triển khai thương mại hay không. Lò phản ứng thử nghiệm của công ty có khả năng đã hoạt động theo một miễn trừ nghiên cứu, cho phép phát điện hạn chế cho mục đích thử nghiệm mà không cần giấy phép vận hành đầy đủ.

Bài viết này chỉ mang tính chất thông tin và không cấu thành lời khuyên đầu tư.