ข่าวแถลงอย่างเป็นทางการจาก สถาบันฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์เหอเฟย หรือ Hefei Institutes of Physical Science ยืนยันข่าวความสำเร็จในการทดลองเดินเครื่อง ปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่น HT-7U หรือ Hefei Tokamak 7 Upgrade ในโครงการ EAST หรือ The Experimental Advanced Superconducting Tokamak… ซึ่งมีข่าวความสำเร็จอย่างไม่เป็นทางการที่ส่งต่อความยินดีในกลุ่มนักฟิสิกส์นิวเคลียร์มาตั้งแต่ช่วงต้นเมษายน ปี 2021 แล้ว
HT-7U สามารถเหนี่ยวนำพลาสมาของไฮโดรเจนจนให้พลังงานความร้อนได้สูง 120 ล้านองศาเซลเซียส เป็นเวลานาน 101 วินาที และ มีช่วงอุณหภูมิสูงสุดที่ 160 ล้านองศาเซลเซียส นาน 20 วินาที…
ถ้าเทียบกับความร้อนใจกลางดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาฟิวชั่น หรือ Fusion เช่นกันจะพบว่า ดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิแกนกลางเพียง 15 ล้านองศาเซลเซียสจากการหลอมไฮโดรเจนเท่านั้น… ปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่น HT-7U จึงร้อนกว่าดวงอาทิตย์ราว 7-10 เท่า จึงได้ชื่อเล่นว่า “ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์ หรือ Artificial Sun” ซึ่งไม่เกินเลยที่จะเรียกเช่นนั้น
ปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่น HT-7U เครื่องนี้ถูก Upgrade จากเครื่อง EAST ซึ่งจีนสร้างขึ้นตั้งแต่เข้าร่วมโครงการ ITER หรือ International Thermonuclear Experimental Reactor ในปี 2003 และทดสอบครั้งแรกตั้งแต่ปี 2006
ปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่น HT-7U ใช้ Deuterium หรือ Heavy Water หรือ น้ำมวลหนัก ซึ่งใช้สูตรเคมี D2O เป็นเชื้อเพลิงเพื่อสร้างปฏิกิริยาพลาสมาไฮโดรเจนขึ้นในวงแหวนปฏิกรณ์… โดยจะให้พลังงานสูงราว 325-500 MegaWatt ที่อุณหภูมิทางทฤษฏีที่ 150 ล้านองศาเซลเซียส
The reaction chamber
นิวเคลียร์ฟิวชั่นเป็นเทคโนโลยีพลังงานสะอาด ไม่มีสารกัมมันตภาพรังสี หรือ Radioactivity ตกค้างเหมือนเทคโนโลยี Nuclear Fission หรือ นิวเคลียร์ฟิสชั่น ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ที่มีใช้อยู่ทั้งหมดในปัจจุบันทั่วโลก
Professor LI Miao จากภาควิชาฟิสิกส์ สถาบัน SUSTech หรือ Southern University of Science and Technology ในเมืองเซินเจิ้น ระบุว่า ความสำเร็จครั้งนี้ทำลายสถิติอุณหภูมิพลาสมาเสถียร ที่ 100 ล้านองศาเซลเซียส เป็นเวลา 100 วินาทีของครั้งก่อน
Tokamak Reactor หรือ ปฏิกรณ์โทคาแมค พัฒนาต้นแบบครั้งแรกในปี 1950 โดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย 2 คนคือ Igor Tamm และ Andrei Sakharov โดยมีเอกสารของ Oleg Lavrentiev มากมายเป็นแนวทางชี้นำ… Tokamak เป็นคำทับศัพท์ภาษารัสเซียจากคำว่า токамак ซึ่งย่อมาจาก тороидальная камера с магнитными катушками หรือ อุโมงค์แบบวงแหวน หรือ อุโมงค์รูปโดนัท ที่มีขดลวดแม่เหล็ก Toroidal
แบบจำลองชิ้นส่วนหลักของปฏิกรณ์ Tokamak
ปัจจุบันมีเทคโนโลยีปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่นที่พัฒนากันอยู่ 2 แบบคือ Tokamak และ Stellarator ซึ่งพัฒนาบนแนวคิดอุโมงค์โดนัทในสนามแม่เหล็กวงแหวนเหมือนกัน แต่มีรายละเอียดแตกต่างกันในทางเทคนิคที่ใช้สร้างขดลวด Toroidal และ สนามแม่เหล็กยิ่งยวด เพื่อเหนี่ยวนำให้พลาสมาอยู่ในสภาวะเสถียรที่อุณหภูมิสูงโดยไม่ชนกับผนังเตาปฏิกรณ์
การหลอมรวมภายใต้ความร้อนขั้นวิกฤตนี้เองที่ทำให้นิวเคลียร์ฟิวชั่นมีชื่อเรียกเต็มๆ ว่า Thermonuclear Fusion และ เมื่อเอามวลของไฮโดรเจนก่อนปฏิกิริยา ลบด้วย มวลของฮีเลียมบวกกับมวลของอิเลคตรอนสองตัวหลังปฏิกิริยา ก็จะพบ “ค่ามวลที่หายไป” ซึ่งถูกปลดปล่อยเป็นพลังงาน… โดยมีค่าพลังงานทางนิยามจากสมการ E=MC2 มีค่าเท่ากับ 26.8 MeV หรือ Mega ElectronVolt…
ในทางปฏิบัติ… เตาปฏิกรณ์ฟิวชั่นไฮโดรเจนแม้จะให้พลังงานสูงถึง 26.8 MeV ที่อุณหภูมิราว 15 ล้านองศาเซลเซียสเท่าดวงอาทิตย์ แต่เทคนิคจากการค้นคว้าวิจัยกลับให้ประสิทธิภาพในการดึงพลังงานออกมาใช้ได้ไม่ดีเท่า เตาปฏิกรณ์ D+T หรือ Deuterium–Tritium Fusion หรือ ฟิวชั่นดิวเทอเรียม–ทริเทียม ซึ่งทริเทียม หรือ Tritium เป็นไอโซโทปของไฮโดรเจน และ หลอมรวมกับดิวเทอเรียมกลายเป็น ฮีเลียม หรือ Helium หรือสัญลักษณ์ He ที่อุณหภูมิ 150 ล้านองศาเซลเซียส ให้พลังงาน 17.58 MeV
และเตาปฏิกรณ์ HT-7U ของจีนเป็นแบบ เตาปฏิกรณ์ D+T ซึ่งทำงานทะลุไปถึง 160 ล้านองศาเซลเซียสได้แล้ว… ทำให้โลกเข้าใกล้พลังงานสะอาดอย่างแท้จริงอีกขั้น… ซึ่งผมเชื่อว่าตัวเองจะทันได้เห็น และ ใช้ไฟฟ้าจากเตาปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่ใช้ Deuterium จากน้ำทะเลเป็นเชื้อเพลิงอยู่… ถึงดูทรงแล้วอาจจะต้องไปใช้ในต่างประเทศก็ตาม
ไม่ทราบว่า OAP หรือ สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติของประเทศไทยขยับขยายปูทางไว้แค่ไหนเรื่องนิวเคลียร์ฟิวชั่น… แต่ไม่ว่าจะยังไง ผมคิดว่า EGAT หรือ การไฟฟ้าฝ่ายผลิต ควรหาพันธมิตรใจถึงๆ เตรียมคนเตรียมโครงการไว้ตั้งแต่ตอนนี้ก็น่าจะพอดี… แต่ถ้ายังชอบเขื่อนพร้อมสนามกอล์ฟฟรี กับ รถ EV ไปหมดใจแล้ว… ก็ไม่ว่ากันครับ!!!
References…
