"ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์" ความหวังพลังงานสะอาด ตอบโจทย์รักษ์โลก

รู้จัก "พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน" ความหวังใหม่ในการผลิตพลังงานสะอาด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ขณะที่ไทยเร่งพัฒนาดวงอาทิตย์ประดิษฐ์

พลังงานสะอาด เป็นความหวังของมนุษย์ชาติเพื่อหวังลดการปล่อยมลพิษ ทำให้ "พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน" เป็นความหวังใหม่ในการผลิตพลังงานสะอาด ที่หากประสบความสำเร็จก็จะสามารถใช้พลังงานได้อย่างไร้ขีดจำกัดในอนาคต 

สืบเนื่องจากเมื่อเดือนธันวาคม 2565 ที่ห้องปฏิบัติการลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ ในรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ได้ประกาศข่าวใหญ่ หลังทำการทดลองปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน และเป็นครั้งแรกที่ได้ผลลัพธ์เป็นพลังงานสุทธิเพิ่มขึ้น จากการเก็บอนุภาคของไฮโดรเจนจำนวนหนึ่งไว้ในแคปซูลขนาดเท่าเม็ดพริกไทย แล้วยิงแสงเลเซอร์-192 ซึ่งมีกำลังสูงเข้าใส่เพื่อให้แคปซูลมีความร้อนถึง 100 ล้านองศาเซลเซียส ที่สูงกว่าแก่นของดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดการระเบิดภายในแคปซูลบีบอัดอะตอมเบาของไฮโดรเจน 2 อะตอมให้รวมตัวกันเป็นอะตอมที่หนักขึ้น

โดยแสงเลเซอร์ของห้องปฏิบัติการใส่พลังงาน 2.05 เมกะจูล เข้าใส่เป้าหมาย และสามารถผลิตพลังงานฟิวชันออกมาได้ 3.15 เมกะจูล หมายความว่า การทดลองดังกล่าวสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าปริมาณพลังงานที่ใช้ไป

ความสำเร็จในครั้งนี้ เรียกได้ว่าเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ครั้งสำคัญในการก้าวเข้าสู่พลังงานสะอาด เนื่องจากปฏิกิริยาดังกล่าวไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก หรือ กากกัมมันตภาพรังสี แต่อย่างไรก็ตาม หากจะนำมาใช้ได้จริงในเชิงพาณิชย์ยังต้องดำเนินการปรับปรุงต่อไป

สำหรับ "ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน" เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น ใจกลางดวงอาทิตย์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์พยายามลอกเลียนรูปแบบการสร้างปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่มีดวงอาทิตย์เป็นต้นแบบ พยายามให้เกิดขึ้นบนโลก เพื่อหวังให้เป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมทดแทนการใช้พลังงานฟอสซิล  

ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์ ความหวังพลังงานสะอาด

ขณะเดียวกัน ประเทศไทยเองก็มีโอกาสเข้าสู่กระบวนการทดสอบปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเช่นกัน จากการลงนามบันทึกความเข้าใจกับสถาบันพลาสมาฟิสิกส์ ประเทศจีน หรือ ASIPP โดยมีขอบข่ายความร่วมมือในการพัฒนาห้องปฏิบัติการ เพื่อการทำวิจัยด้านพลาสมา และการพัฒนาห้องปฏิบัติการด้านนิวเคลียร์ฟิวชัน ซึ่งจีนได้ประสบความสำเร็จในการทดลองเดินเครื่อง "ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์" หรือ "EAST" ซึ่งเป็นเตาปฏิกรณ์แบบโทคาแมค ที่จำลองการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเหมือนที่เกิดบนดวงอาทิตย์ โดยใช้ดิวเทอเรียม ซึ่งส่วนประกอบของธาตุไฮโดรเจนที่มีอยู่มากมายในทะเลมาผลิตพลังงานสะอาด

และจากความร่วมมือดังกล่าว ทาง ASIPP ได้มอบชิ้นส่วนหลักเครื่องโทคาแมค เอชที-6 เอ็ม (HT-6M) ให้กับสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (สทน.) ของไทยนำมาศึกษาวิจัยเพื่อนำไปใช้ประโยชน์

โดยเครื่องโทคาแมคที่ได้รับมอบจากสถาบัน ASIPP ได้ส่งมาถึงท่าเรือแหลมฉบัง เมื่อวันอังคารที่ 17 มกราคม 2566 และ สทน. ได้ขนย้ายจากท่าเรือแหลมฉบังมายัง สทน. เมื่อวันที่ 28 มกราคม 2566 เพื่อติดตั้งในอาคารปฏิบัติการเครื่องโทคาแมค ณ สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ สำนักงานใหญ่ อ.องครักษ์ จ.นครนายก 

สำหรับ "เครื่องโทคาแมค" เครื่องแรกของไทยเครื่องนี้ถูกเปลี่ยนชื่อเป็น ไทยโทคาแมค-1 (Thai Tokamak-1) หรือ TT-1 หลังจากติดตั้งเครื่องโทคาแมคเรียบร้อยแล้ว ทาง สทน. ได้ทดลองเดินเครื่องปรากฏว่าประสบผลสำเร็จเป็นอย่างดี

โดยคาดว่าอุณหภูมิของพลาสมาในระยะแรกจะอยู่ที่ประมาณ 100,000 องศาเซลเซียส และ สทน. มีแผนพัฒนาระบบให้ความร้อนเสริมแก่พลาสมาด้วยวิธีการให้ความร้อนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อยกระดับอุณหภูมิของพลาสมาไปสู่ระดับ 1 ล้านองศาเซลเซียส และภายใน 10 ปี รวมทั้งจะมีการออกแบบและสร้างเครื่องโทคาแมคเครื่องใหม่ขึ้นมาเองด้วย

อย่างไรก็ตาม ขณะนี้หลายประเทศกำลังวิจัยพัฒนาเครื่องโทคาแมคเช่นกัน แต่ในภูมิภาคอาเซียนไทยถือเป็นประเทศแรกที่ได้รับโอกาสนี้

และหลังจากการทดลองประสบความสำเร็จแล้ว แต่ละประเทศก็จะแข่งขันกันในเรื่องการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ เช่น การนำไปพัฒนาเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟิวชัน ที่จะไปทดแทนโรงไฟฟ้ารูปแบบเดิม โดยข้อดีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟิวชัน คือ จะไม่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ และไม่มีกากกัมมันตรังสีเกิดขึ้น

ในอนาคตหากพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันประสบความสำเร็จอย่างแท้จริง ก็จะก่อให้เกิดพลังงานสะอาดที่ราคาถูก เนื่องจากเชื้อเพลงมีอยู่มากมายในธรรมชาติ ที่สำคัญคือตอบโจทย์รักษ์โลกอย่างแท้จริง.