การทดสอบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันของจีน

มีรายงานจาก Hefei Institute of Physical Science ของ Chinese Academy of Sciences (CAS) เมื่อวันพฤหัสบดีว่า การทดสอบเดินเครื่องครั้งแรกในปี 2006 ของ Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) ซึ่งมีเป้าหมายในการผลิตพลังงานสะอาดโดยใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ฟิวชันหรือการจำลองปฏิกิริยาของดวงอาทิตย์ ได้เสร็จสมบูรณ์แล้ว

ส่วนที่ต้องการทดลอง คือ ส่วนที่อุณหภูมิต่ำและการนำของแม่เหล็กไฟฟ้านั้นผ่าการทดสอบ ซึ่งจะเป็นส่วนพื้นฐานสำหรับใช้ในการทดลองนิวเคลียร์ฟิวชันในปีนี้ สถาบันนี้จึงเป็นแห่งแรก ที่มีการสร้างอุปกรณ์ในการทดลองนิวเคลียร์ฟิวชัน โดยใช้สารตัวนำยิ่งยวดแบบไม่เป็นวงกลม (non-circular)

ปัญหาวิกฤตพลังงานที่เริ่มคุกคามโลก เช่น น้ำมัน ถ่านหิน และแหล่งพลังงานอื่นๆ ที่ไม่ใช่พลังงานหมุนเวียนจะถูกใช้หมดไปภายในศตวรรษนี้ นักวิทยาศาสตร์เสนอให้สกัดดิวทีเรียมจากน้ำทะเล และจุดปฏิกิริยาด้วยนิวเคลียร์ฟิวชันธาตุชนิดนี้ที่อุณหภูมิ 100 ล้านองศาเซลเซียส เมื่อเกิดนิวเคลียร์ฟิวชัน ดิวทีเรียมที่สกัดออกมาจากน้ำทะเล 1 กิโลกรัม จะให้พลังงานเท่ากับน้ำมัน 300 ลิตร

การสร้างอุปกรณ์ที่คงทนต่ออุณหภูมิ 100 ล้านองศาเซลเซียส และควบคุมดิวทีเรียมกับการหลอมรวมอะตอม (atomic fusion) ให้อยู่ในสภาวะคงที่และให้พลังงานออกมาอย่างต่อเนื่อง เท่ากับการสร้างดวงอาทิตย์จำลองขึ้นมา ซึ่งจะทำให้สามารถผลิตพลังงานสะอาดด้วยปริมาณที่ไม่จำกัด เนื่องจากน้ำมันทะเลที่มีอยู่มหาศาล

ในปี 1990 CAS Institute of Plasma Physics ได้สร้างเครื่อง superconducting tokamak equipment HT-7 เครื่องแรกของจีนขึ้นมา ทำให้จีนเป็นประเทศที่ 4 ในโลกที่มีอุปกรณ์ชนิดนี้ ต่อจากรัสเซีย ฝรั่งเศส และญี่ปุ่น ในปี 2000 นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันแห่งนี้ได้เริ่มสร้างส่วนตัวนำยิ่งยวดแบบไม่เป็นวงกลมของโตกามัค (all-superconducting non-circular section tokamak equipment) รุ่นใหม่ขึ้นมาที่สถานี HT-7 และให้ชื่อเครื่องปฏิกรณ์นี้ใหม่ว่า EAST

การปรับปรุง HT-7 ทำให้ EAST นำจีนขึ้นมาเป็นผู้นำในกลุ่มการวิจัยนิวเคลียร์ฟิวชัน ซึ่งเป็น 1 ใน 9 โครงการหลักตามแผน 5 ปีของจีน โดย EAST เริ่มติดตั้งอุปกรณ์ทั้งหมดในปี 2003

 
 
ภาพถ่ายเมื่อวันที่ 4 กุมภาพันธ์ 2006 แสดง Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) ที่ Hefei ในมณฑล Anhui เมืองหลวงทางตะวันออกของจีน


เมื่อวันที่ 1 เมษายน ที่กรุงปักกิ่ง สำนักข่าว Xinhua ของจีนรายงานว่า จะมีการทดลองเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันสำหรับการทดลอง Tokamak รุ่นใหม่ในเดือนกรกฎาคมหรือสิงหาคมของปีนี้ ถ้าการทดลองนี้ประสบความสำเร็จ จะเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันสำหรับการทดลอง เครื่องแรกของโลกที่มีการเดินเครื่อง

Li Jiangang ผู้อำนวยการสถาบันพลาสมาฟิสิกส์ (Institute of Plasma Physics) ภายใต้ Chinese Academy of Sciences (CAS) และเป็นหัวหน้าโครงการนี้กล่าวว่า เดิมพันครั้งนี้จะเปิดทางให้จีนได้รับพลังงานสะอาดจากนิวเคลียร์ฟิวชัน

จีนตั้งชื่อโครงการนี้ว่า Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) ซึ่งใช้เงินลงทุน 165 ล้านหยวน หรือประมาณ 20 ล้านเหรียญสหรัฐ

เมื่อ EAST ติดตั้งอุปกรณ์เสร็จแล้ว จะเริ่มการทำสุญญากาศ ลดอุณหภูมิ และประจุไฟฟ้าอุปกรณ์ตั้งแต่วันที่ 20 กุมภาพันธ์ จนถึงเดือนมีนาคม ถ้าการทดลองปล่อยกระแส (discharge experiment) ประสบความสำเร็จ จะต้องรออีกระยะหนึ่ง เพื่อทำการตรวจสอบอุปกรณ์ตามขั้นตอนของกระบวนการ


ตามคำกล่าวของ Li เครื่องปฏิกรณ์ EAST สามารถผลิตพลาสมาที่อุณหภูมิระหว่าง 50 – 100 ล้านองศาเซลเซียส ต่อเนื่องกันเป็นเวลา 1000 วินาที

Li ได้กล่าวว่า "ถ้าการทดลองปล่อยกระแสประสบผลสำเร็จ EAST จะเป็นอุปกรณ์ superconducting experimental Tokamak fusion ที่เดินเครื่องเป็นเครื่องแรกของโลก และจะเป็นผู้นำไปอีกอย่างน้อย 10 ปี "

ตอนกลางทศวรรษ 1980 หลายประเทศรวมทั้งสหรัฐและอดีตสหภาพโซเวียตได้ริเริ่มโครงการ International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) มูลค่าหนึ่งหมืนล้านยูโร โดยจีนได้เข้าร่วมโครงการนี้ในปี 2003

Li กล่าวว่า “EAST เป็นเพียงเครื่องต้นแบบที่ใกล้เคียงกับ ITER ซึ่งจะสนับสนุนความก้าวหน้าในการวิจัยของ ITER ในด้านฟิสิกส์และเทคโนโลยีวิศวกรรม”

การใช้ดิวทีเรียม (deuterium) ซึ่งมาจากน้ำทะเลเป็นเชื้อเพลิงของปฏิกิริยา วงแหวนพลาสมาของไฮโดรเจนที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 100 ล้านองศาเซลเซียส จะให้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน 500 เมกาวัตต์ (megawatt)

JET Pulse #64159 – ภาพถ่ายของพลาสมา จากกล้องวิดีโอ KL1 CCD ที่ติดตั้งไว้หลังหน้าต่างควอร์ตซ (ที่มา: CRIENGLISH.com)

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ทั้งหมดในโลกเป็นแบบฟิสชัน ซึ่งมีกระบวนการที่ตรงข้ามกับฟิวชันของ ITER และใช้แร่ธาตุที่หมุนเวียนไม่ได้ เช่น ยูเรเนียมและพลูโตเนียม กากนิวเคลียร์จากเครื่องปฏิกรณ์ฟิสชันมีกัมมันตภาพรังสี ขณะที่ปฏิกิริยาฟิวชันเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

 
ถอดความจาก Nuclear Fusion Reactor Completes Test
(Xinhua News Agency March 25, 2006)
เวบไซต์ www.china.org.cn และ www.xinhuanet.com