Giải mã vật liệu đặc biệt quyết định tương lai kho vũ khí hạt nhân Mỹ
Ngày 5/11, Cơ quan An ninh Hạt nhân Quốc gia Mỹ (NNSA) thông báo đã cho phép tổ hợp Y-12 sản xuất lại hợp kim binary, vật liệu đặc biệt quyết định tương lai kho vũ khí hạt nhân.
Vật liệu này dùng chế tạo vỏ bức xạ trong đầu đạn hạt nhân, và năng lực sản xuất nó đã gián đoạn suốt 20 năm. Mỹ sẽ bớt phụ thuộc vào kho vật liệu cũ. Tuy vậy, tương lai kho vũ khí Mỹ còn phụ thuộc vào những nhà máy đang trễ hạn nhiều năm.
Hợp kim binary là gì, vì sao Mỹ phải sản xuất lại
Trước khi được phép sản xuất trở lại, hợp kim binary và quy trình chế tạo tại tổ hợp Y-12 đã trải qua quá trình thẩm định của hai phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore và Los Alamos. Sau khi đáp ứng các yêu cầu, cơ sở Y-12 tại Oak Ridge, bang Tennessee, được NNSA, trực thuộc Bộ Năng lượng Mỹ, chấp thuận nối lại sản xuất. Theo NNSA, bước tiến này giúp Mỹ chấm dứt hai thập kỉ phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn hợp kim dự trữ có hạn, vốn được chế tạo từ nhiều năm trước.
Thông cáo ngày 5/11 của NNSA không tiết lộ thành phần cụ thể hay sản lượng hợp kim dự kiến. Tuy nhiên, tài liệu giải trình ngân sách năm tài khóa 2027 của cơ quan này xác định binary là hợp kim giữa urani nghèo và niobi. Vật liệu được sử dụng để chế tạo vỏ bức xạ, bộ phận có vai trò quan trọng trong đầu đạn nhiệt hạch hai tầng. Theo các tài liệu công khai, lớp vỏ này giúp giữ và truyền năng lượng tia X từ tầng sơ cấp sang tầng thứ cấp, tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt hạch diễn ra.
Thông cáo cũng không giải thích vì sao dây chuyền từng ngừng. 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. Chiến lược của NNSA được GAO dẫn lại xếp các bộ phận này vào nhóm đắt và lâu 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 làm 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.
"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 Brandon Williams, người đứng đầu NNSA, nói. 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.
Nhà máy vật liệu hạt nhân Mỹ trễ hạn, đội vốn
Các công trình lớn hơn tại Y-12 vẫn chậm. Theo Arms Control Today, tòa nhà xử lí chính của Cơ sở Xử lí Urani (UPF) trễ khoảng sáu năm. Dự toán tăng từ 4,73 tỉ lên 7,45 tỉ USD, theo báo cáo GAO tháng 2/2026.
Dự án Cơ sở Xử lí Lithium tại Y-12, nơi cung cấp vật liệu phục vụ chế tạo đầu đạn nhiệt hạch, cũng chậm khoảng sáu năm. Chi phí dự kiến hiện lên tới khoảng 6 tỉ USD, cao hơn nhiều so với mức ước tính ban đầu từ 871 triệu đến 1,5 tỉ USD.
Mỹ còn gặp khó khăn trong việc mở rộng sản xuất lõi plutonium, bộ phận quan trọng của đầu đạn hạt nhân. Ngày 16/10, NNSA cho phép triển khai toàn diện việc xây dựng nhà máy thứ hai tại Savannah River, bang South Carolina. Theo công ty phân tích Exchange Monitor, riêng tòa nhà xử lí chính có chi phí dự kiến 23,5 tỉ USD. Công trình này phải đến tháng 12/2038 mới hoàn thành, theo trang Santa Fe New Mexican. Sau đó, nhà máy vẫn cần thêm thời gian kiểm định và chuẩn bị vận hành trước khi có thể sản xuất lõi plutonium.
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 sản xuất ổn định ít nhất 30 lõi mỗi năm, trong khi Savannah River phải đạt tối thiểu 50 lõi. Quốc hội Mỹ còn đặt mục tiêu toàn hệ thống chế tạo ít nhất 80 lõi trong năm 2030, dù tòa nhà xử lý chính tại Savannah River phải đến cuối năm 2038 mới dự kiến hoàn thành. Trước khoảng cách lớn về tiến độ 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 nhằm phục vụ các chương trình hiện đại hóa đầu đạn, trong đó có W87-1, chứ không phải vì những lõi đang sử dụng đã mất độ tin cậy. Trong nghiên cứu hoàn tất tháng 3/2026, nhóm cố vấn khoa học độc lập JASON kết luận plutonium trong kho vũ khí Mỹ đang lão hóa chậm, với những thay đổi được ghi nhận chưa ảnh hưởng đến hiệu năng hiện tại. Tuy nhiên, nhóm vẫn khuyến nghị duy trì khả năng chế tạo lõi mới để chủ động ứng phó với những rủi ro có thể xuất hiện khi vật liệu tiếp tục xuống cấp theo thời gian.
Khôi phục hợp kim binary cũng là cách chuẩn bị cho nhu cầu dài hạn. Kho dự trữ cũ gánh được 20 năm, nhưng không thể trông mãi vào nguồn hàng có hạn. Song song, Y-12 đang cải tiến quy trình để dùng vật liệu hiệu quả hơn, bảo đảm nguồn cung cho tương lai.
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 chương trình thay thế. NNSA đang phát triển W87-1 cho tên lửa đạn đạo xuyên lục địa Sentinel và W93 cho tàu ngầm. W80-4 dành 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 nói vỏ bức xạ cần cho "các yêu cầu bàn giao vũ khí sắp tới".
Sau Chiến tranh Lạnh, Mỹ chủ yếu tập trung bảo dưỡng và kéo dài tuổi thọ các đầu đạn hiện có thay vì chế tạo mới. Cách làm này giúp duy trì kho vũ khí hạt nhân, nhưng cũng khiến một số dây chuyền sản xuất vật liệu chuyên dụng dần ngừng hoạt động, trong đó có hợp kim binary suốt 20 năm qua. Để khôi phục và hiện đại hóa năng lực sản xuất, 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%.
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 vẫn chưa đạt được thỏa thuận thay thế, theo SIPRI. Trong bối cảnh các cường quốc tiếp tục hiện đại hóa lực lượng hạt nhân, Giám đốc NNSA Brandon Williams hồi tháng 9 cảnh báo rằng “các đối thủ của chúng ta đang nhanh chóng hiện đại hóa và mở rộng kho vũ khí hạt nhân”.
Việc khôi phục sản xuất hợp kim binary giúp Mỹ giải quyết một phần khó khăn trong chương trình hiện đại hóa kho vũ khí hạt nhân, nhưng vẫn còn nhiều trở ngại. Mỹ cần mở rộng năng lực chế tạo lõi plutonium, đồng thời hoàn thành các cơ sở xử lý urani và lithium đang chậm tiến độ. Trong đó, NNSA đặt mục tiêu nâng năng lực sản xuất tại Los Alamos vào cuối năm 2028, còn tòa nhà xử lý chính tại Savannah River dự kiến phải đến tháng 12/2038 mới hoàn thành. Tiến độ của những dự án này sẽ quyết định liệu các khoản đầu tư lớn có thực sự giúp Mỹ duy trì và hiện đại hóa kho vũ khí hạt nhân trong dài hạn hay không.
