เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันรุ่นต่อไป

ภาพรวมของโครงการ
International Thermonuclear Experimental Reactor (Iter) เป็นโครงการความร่วมมือระหว่างกลุ่มสหภาพยุโรป (EU) สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น รัสเซีย จีน และเกาหลีใต้ โดยมีจุดประสงค์ในการออกแบบและสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันภายในสิบปีนี้ ด้วยเงินลงทุน 5 พันล้านยูโร Iter จะเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยในช่วงเวลาหลายสิบปีนี้ ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นสะพาน ในการเชื่อมต่อไปยังเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันในเชิงพาณิชย์
ดวงอาทิตย์ส่องแสงได้อย่างไร
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน เป็นแหล่งพลังงานของดวงดาว เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา โดยมีเครื่องปฏิกรณ์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันอยู่ที่แกนกลาง แรงกดดันมหาศาล และอุณหภูมิที่สูงถึง 16 ล้านองศาเซลเซียส เป็นภาวะที่ทำให้นิวเคลียสของอะตอมหลอมรวมกันแล้วปลดปล่อยพลังงานออกมา ทุกวินาทีมวลของดวงอาทิตย์ 4 ล้านตันจะเปลี่ยนเป็นพลังงานปลดปล่อยออกมา
ปฏิกิริยาฟิวชันบนโลก
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันบนโลก ใช้เชื้อเพลิงเป็นดิวทีเรียม (deuterium) และตริเตียม (tritium) ซึ่งเป็นอะตอมของไฮโดรเจนอีกชนิดหนึ่ง ทำให้อยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิประมาณ 100 ล้านองศาเซลเซียส จะหลอมรวมกันแล้วให้ฮีเลียมและนิวตรอนพลังงานสูงออกมา โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ จะใช้ความร้อนที่เกิดจากนิวตรอนพลังงานสูงในการปั่นกังหัน (turbine) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
Zeta เปิดทางแล้ว
ในปี 1950 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษคิดว่าเขาสามารถทำให้เกิดสภาวะ Zeta หรือ ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่มีพลังงานที่ป้อนเข้าไปเท่ากับพลังงานที่ปลดปล่อยออก (Zero Energy Thermonuclear Assembly) แต่เป็นการเข้าใจผิด การควบคุมก๊าซที่อยู่ในภาวะไอออน หรือพลาสมา (plasma) ที่อุณหภูมิสูงหลายล้านองศา ที่ศูนย์กลางของเครื่องมือ ในเวลาต่อมาได้พิสูจน์ว่า ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ยากกว่าที่คิดไว้มาก 50 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์คิดว่า ปัญหาเหล่านี้ได้เริ่มคลี่คลายแล้ว
Joint European Torus
Iter ใช้พื้นฐานของ Jet (Joint European Torus) ซึ่งมีพลาสมาเป็นวงแหวนรูปโดนัท และถูกบีบอัดเข้าด้วยกัน โดยใช้สนามแม่เหล็ก หลังจากการเริ่มทดลองในปี 1983 Jet สามารถทำสถิติ เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชัน ที่สามารถให้พลังงานออกมา 12.9 เมกกะวัตต์ ในการทดลองเมื่อปี 1997 แต่ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นของ Jet ก็ยังคงใช้พลังงานที่ป้อนเข้าไปมากกว่าพลังงานที่ให้ออกมา
ที่ตั้งในฝรั่งเศส
หลังจากการประชุมของสมาชิกโครงการ Iter ได้มีการตัดสินเลือกสถานที่ก่อสร้างโครงการ ที่เมือง Cadarache ในประเทศฝรั่งเศส ซึ่งอยู่ลึกเข้ามาจากเมือง Marseille ที่อยู่ชายฝั่งของทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ที่ตั้งที่ Cadarache นี้ ได้ดำเนินการโดยคณะกรรมารพลังงานปรมาณูฝรั่งเศส (France's Atomic Energy Commission) อยู่แล้ว โดยเป็นศูนย์วิจัยฟิวชัน รวมทั้ง Tore Supra ซึ่งเป็นการทดลอง tokamak
เส้นทางอีกยาวไกล
ไม่มีใครสงสัยในเรื่องความยากของการทำให้ Iter ใช้งานได้ นักวิทยาศาสตร์จะต้องค้นหาวัสดุชนิดใหม่ ที่สามารถคงทนต่ออุณหภูมิสูง และคงทนต่อการถูกยิงด้วยนิวตรอนภายในอุโมงค์ของเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งญี่ปุ่นจะรับหน้าที่ในการทำวิจัยในเรื่องนี้
ความต้องการเร่งด่วน
ถ้าเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์สามารถใช้งานได้ จะทำให้เกิดผลตอบแทนที่สูงมาก ภาวะเศรษฐกิจของโลกจะเติบโต ความต้องการในการค้นหาแหล่งพลังงานจะหมดไป เป้าหมายหลักคือ การใช้ระบบพลังงานที่ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (ดังเช่นในเชื้อเพลิงฟอสซิล) ไม่ต้องหาสถานที่เก็บขนาดใหญ่สำหรับกากกัมมันตรังสี (ดังเช่นในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ฟิชชัน)
 
ถอดความจาก The next generation fusion reactor
เวบไซต์ www.bbc.co.uk