โตชิบา ร่วมทีมนานาชาติสร้าง “ดวงอาทิตย์จำลอง” ด้วยเทคโนโลยีฟิวชัน

โตชิบา

คุณคิดว่า เราจะสามารถสร้างดวงอาทิตย์ขึ้นบนโลกได้หรือไม่? ดวงอาทิตย์อันเป็นต้นกำเนิดของพลังงานความร้อนและแสงสว่าง แหล่งพลังงานขนาดยักษ์ที่แทบไม่มีที่สิ้นสุด อยู่บนพื้นโลกของเรา ไอเดียที่ฟังดูราวกับนิยายแฟนตาซีนี้ ความจริงกำลังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาแล้ว และคาดการณ์ว่าจะถูกนำมาใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้จริงในเวลาอีกไม่นาน

ปัจจุบันมีการวิจัยเพื่อสร้าง “ดวงอาทิตย์จำลอง” หรือ ดวงอาทิตย์เทียม หลายโครงการบนโลก และหนึ่งในโครงการเมกะโปรเจกต์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในโลก คือโครงการ ITER (มีความหมายว่า “เส้นทาง หรือ การเดินทาง” ในภาษาละติน) ซึ่งเป็นโครงการความร่วมมือระดับโลก ประกอบด้วย 7 ประเทศสมาชิก ได้แก่ ญี่ปุ่น สหภาพยุโรป รัสเซีย สหรัฐอเมริกา เกาหลี จีน และอินเดีย เพื่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ทดลองที่เมือง แซ็งต์-ปอล-เลซ-ดูร็องส์ (Saint-Paul-lez-Durance) ทางตอนใต้ของประเทศฝรั่งเศส

โตชิบา

โดยดวงอาทิตย์เทียมจะถูกสร้างขึ้นโดยอาศัยพลังงานฟิวชัน (Fusion Power) ซึ่งเป็นกระบวนการเดียวกันกับปฏิกิริยาฟิวชันที่เกิดขึ้นระหว่างนิวเคลียสไฮโดรเจนของดาวฤกษ์ พลังงานฟิวชันนั้น เรียกได้ว่าเป็นพลังงานในอุดมคติ และเป็นพลังงานแห่งความหวังของมวลมนุษยชาติ เพราะมันไม่เพียงเป็นแหล่งพลังงานประสิทธิภาพสูง ด้วยปริมาณเชื้อเพลิงเพียง 1 กรัม ฟิวชันสามารถผลิตพลังงานได้เทียบเท่ากับการเผาไหม้ปิโตรเลียมถึง 8 ตัน แต่ยังมีความปลอดภัยสูงและสะอาด ไม่มีการปล่อยกากกัมมันตรังสีและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ต่างจากพลังงานนิวเคลียร์แบบดั้งเดิม จึงเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม อีกทั้งยังเป็นแหล่งพลังงานที่แทบจะไม่มีวันหมดลง นักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากจึงเชื่อว่า ฟิวชัน จะเป็นคำตอบของทั้งปัญหาด้านพลังงานและปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมที่โลกเรากำลังเผชิญอยู่ในขณะนี้

โตชิบา

อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ซับซ้อนยิ่งกว่าสิ่งอื่นใดที่เคยถูกสร้างขึ้นโดยมวลมนุษยชาติ แม้ว่าจะมีการศึกษาวิจัยมานานหลายทศวรรษ กว่าที่มันจะสามารถถูกนำมาใช้สร้างกระแสไฟฟ้าได้จริง ก็อาจจะอีกยาวนานถึงช่วงกลางศตวรรษที่ 21 หรือราว ๆ ปี ค.ศ. 2050 เนื่องจากการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ต้องอาศัยการผสานรวมของสุดยอดเทคโนโลยีล้ำสมัยแห่งยุค ในการผลิตฟิวชันนั้น สิ่งแรกที่ต้องทำคือจะต้องเปลี่ยนเชื้อเพลิงไฮโดรเจนให้อยู่ในสถานะพลาสมา* ซึ่งพลาสมานี้จะต้องถูกสร้างขึ้นในสภาวะสุญญากาศด้วยความร้อนสูงกว่า 100 ล้านองศาเซลเซียส จากนั้น จะต้องถูกกักเก็บและควบคุมอยู่ภายในเครื่องปฏิกรณ์โดยใช้สนามแม่เหล็กที่ทรงประสิทธิภาพ และการสร้างสนามแม่เหล็กที่ทรงประสิทธิภาพนี้ เราจำเป็นต้องใช้ขดลวดตัวนำยิ่งยวด (Superconducting Coils) ซึ่งมีโครงสร้างขนาดใหญ่ สูง 16.5 เมตร กว้าง 9 เมตร และมีน้ำหนักกว่า 300 ตัน

โตชิบา

ประเทศญี่ปุ่นเป็นผู้รับผิดชอบในส่วนของการพัฒนาและประกอบขดลวดตัวนำยิ่งยวด และกลุ่มบริษัท โตชิบา ได้เข้ามามีส่วนร่วมในโครงการเมกะโปรเจกต์นี้ โดยมีเป้าหมายที่จะส่งมอบขดลวดทั้งหมดตามระยะเวลาที่ตั้งไว้คือภายในปี ค.ศ. 2021 เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการเริ่มดำเนินการทดลองเครื่องปฏิกรณ์ในปี ค.ศ. 2025 และหาก ITER ประสบผลสำเร็จ ก็จะนำไปสู่การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ “DEMO” ต่อไป

ในฐานะผู้นำด้านเทคโนโลยี โตชิบาได้ทำการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชันมาตั้งแต่ช่วงปี ค.ศ. 1970 โดยมีส่วนร่วมทั้งด้านการออกแบบ พัฒนา และสร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ ๆ เพื่อผลักดันเทคโนโลยีฟิวชันให้ก้าวไปข้างหน้า นอกจากเมกะโปรเจกต์ ITER แล้ว โตชิบายังได้ร่วมงานกับสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควอนตัมและรังสีแห่งชาติ (QST) ในการพัฒนาอุปกรณ์ฟิวชัน JT-60 (Breakeven Plasma Test Facility) และ JT-60SA (Super Advanced) อีกด้วย ซึ่งบริษัทฯ เชื่อว่าจะเป็นประโยชน์ต่อการวิจัยและพัฒนาพลังงานฟิวชันในอนาคต หลังการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ทดลอง “DEMO” สำเร็จ

Leave a Reply