เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันชนิดโทคาแมค ‘KSTAR’ ที่พัฒนาขึ้นโดยสถาบันพลังงานฟิวชันแห่งชาติของเกาหลี หรือ Korea Institute of Fusion Energy: KFE ในเมืองแทจอน ทำสถิติโลกใหม่โดยสามารถสร้างอุณหภูมิของพลาสมาได้สูงถึง 100 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งถือเป็นอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิใจกลางดวงอาทิตย์ที่ 15 ล้านองศาเซลเซียส ถึง 7 เท่า และยังสามารถรักษาระดับอุณหภูมินี้ไว้ได้นานถึง 48 วินาที
ยิ่งไปกว่านั้น ยังสามารถนำพลาสมาเข้าไปสู่สภาวะประสิทธิภาพสูงหรือที่เรียกว่า H-mode (High confinement mode) ที่เกิดจากการสร้างความต่างของแรงดันที่สูงกว่าปกติในบริเวณเพเดสทัล (Pedestal) ถือเป็นขั้นที่พลาสมาเกิดความเสถียร โดย KSTAR สามารถอยู่ในสภาวะนี้ได้นานถึง 102 วินาที
ความสำเร็จนี้เกิดขึ้นในการทดลองระหว่างเดือนธันวาคม 2023 – กุมภาพันธ์ 2024 โดยสามารถทำลายสถิติเดิมที่เคยทำไว้เมื่อเดือนพฤศจิกายน 2021 ในโหมดปกติ นั่นคือการสร้างอุณหภูมิ 100 ล้านองศาเซลเซียส และรักษาเอาไว้ได้นาน 30 วินาที
นักวิจัยของสถาบัน KFE เปิดเผยว่า ทางทีมงานใช้วิธีเปลี่ยนวัสดุของ ‘ตัวเปลี่ยนทิศทาง’ (Diverter) ในเครื่องปฏิกรณ์ KSTAR จากคาร์บอนเป็นทังสเตนโมโนบล็อก ทังสเตนเป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงที่สุดเมื่อเทียบกับโลหะอื่นบนโลก ส่งผลให้สามารถยืดระยะเวลาในการรักษาอุณหภูมิของพลาสมาได้นานขึ้น
ยุนชีอู ผู้อำนวยการสถาบัน KFE กล่าวถึงเป้าหมายสูงสุดของทางสถาบัน นั่นคือการทำให้เครื่องปฏิกรณ์ KSTAR สามารถรักษาอุณหภูมิพลาสมา 100 ล้านองศาเซลเซียส นานถึง 300 วินาทีให้ได้ภายในปี 2026 โดยจะเน้นการปรับปรุงคุณภาพของตัวเปลี่ยนทิศทาง และจะนำเอาปัญญาประดิษฐ์หรือ AI เข้ามาช่วยงานในการวิเคราะห์ปัญหาด้วย
ชื่อของเครื่องปฏิกรณ์ KSTAR ในการทดลองนี้ ย่อมาจากคำว่า Korea Superconducting Tokamak Advanced Research มีความหมายถึงการวิจัยปฏิกรณ์โทคาแมคชนิดตัวนำยิ่งยวดในระดับก้าวหน้าแห่งชาติของเกาหลีใต้
เกาหลีใต้เป็น 1 ใน 7 ชาติสมาชิกของโครงการ ITER ร่วมกับจีน รัสเซีย อินเดีย ญี่ปุ่น ยุโรป และสหรัฐอเมริกา ประเทศสมาชิกเหล่านี้ต่างให้ความร่วมมือในการวิจัยและพัฒนาแหล่งพลังงานสะอาดและยั่งยืนจากพลังนิวเคลียร์ฟิวชัน โดยมีแผนในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์โทคาแมคที่ใหญ่ที่สุดในโลกไว้ที่เมืองคาดาราช ประเทศฝรั่งเศส
ประเทศสมาชิกทั้ง 7 ต่างมีเครื่องปฏิกรณ์ในประเทศตนเอง เพื่อทดลองและนำเทคโนโลยีที่ค้นพบมาต่อยอดให้กับเครื่อง ITER ซึ่งก็เท่ากับต้องแข่งขันกันเองไปด้วย เพื่อให้ก้าวเข้าใกล้เป้าหมายได้เร็วขึ้น ดังนั้นหลายปีที่ผ่านมาเราจึงมักได้ข่าวการทำสถิติใหม่ๆ จากเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหลายเหล่านี้ออกมาเรื่อยๆ ยกตัวอย่างเช่น ปฏิกรณ์ EAST ของจีนที่สร้างอุณหภูมิพลาสมาสูงถึง 160 ล้านองศาเซลเซียส แต่คงอยู่ได้นานเพียง 20 วินาที หรือลดอุณหภูมิมาที่ 70 ล้านองศาเซลเซียส แต่สามารถคงอยู่ได้นานขึ้นถึง 1,056 วินาที เมื่อปี 2021 เป็นต้น
ปลายทางของพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันคือการสร้างเป็นโรงไฟฟ้า ที่หากสามารถพัฒนาไปจนถึงขั้นนำมาใช้งานได้จริงในเชิงพาณิชย์ ก็ถือเป็นจุดเปลี่ยนครั้งสำคัญที่มนุษย์เราจะได้ใช้พลังงานสะอาดที่แทบจะไม่มีข้อจำกัดใดๆ อีกต่อไป ต่างจากแหล่งพลังงานสะอาดอื่นที่ให้ไฟฟ้าออกมาค่อนข้างน้อย ปฏิกรณ์ฟิวชันเพียงเครื่องเดียวสามารถกำเนิดพลังงานไฟฟ้าหล่อเลี้ยงมหานครขนาดใหญ่ได้หลายแห่งพร้อมๆ กัน และยังสามารถจ่ายไฟฟ้าได้ต่อเนื่องไม่ขึ้นอยู่กับสภาวะอากาศ ไม่เหมือนพลังงานสะอาดจากลม คลื่น หรือแสงแดด แต่การไปถึงจุดนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย อาจต้องใช้เวลาและกำลังคนในการพัฒนาอีกนับสิบปี เนื่องจากเทคโนโลยีล่าสุดที่เรามีในเวลานี้ ยังไม่อาจทำให้พลาสมาอุณหภูมิสูงในเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันคงสภาพอยู่ได้นานในระดับใช้งานจริง นั่นคือยาวนานหลายเดือนหรือเป็นปี ไม่ใช่แค่ระดับวินาทีดังที่เป็นอยู่ในเวลานี้
ภาพ: Getty Images
อ้างอิง:
