สหรัฐฯ ฝ่าทางตัน ทำนิวเคลียร์ฟิวชัน ได้พลังงานสุทธิเพิ่มขึ้นครั้งแรก

นักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐฯ ฝ่าทางตันครั้งใหญ่ในการผลิตพลังงานด้วยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน โดยสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าพลังงานที่ใช้ไปเป็นครั้งแรก

สำนักข่าวต่างประเทศรายงานว่า นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน National Ignition Facility (NIF) ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ ลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ (LLNL) ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ประกาศในวันอังคารที่ 13 ธ.ค. 2565 ว่าพวกเขาฝ่าทางตันในการผลิตพลังงานด้วยการใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันได้แล้ว

นักวิทยาศาสตร์ของ NIF ระบุว่า เมื่อวันที่ 5 ธ.ค.พวกเขาทำการทดลองปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน และเป็นครั้งแรกที่ได้ผลลัพธ์เป็นพลังงานสุทธิเพิ่มขึ้น (net energy gain) ซึ่งหมายความว่า สามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าปริมาณพลังงานที่ใช้ไป

นักวิทยาศาสตร์ของ NIF ทดลองทำปฏิกิริยาฟิวชันโดยเก็บอนุภาคของไฮโดรเจนจำนวนหนึ่งไว้ในแคปซูลขนาดเท่าเม็ดพริกไทย ก่อนยิงแสงเลเซอร์-192 ซึ่งมีกำลังสูงเข้าใส่ให้แคปซูลมีความร้อนถึง 100 ล้านองศาเซลเซียสสูงกว่าแก่นของดวงอาทิตย์เสียอีก ทำให้เกิดการระเบิดภายในแคปซูลบีบอัดอะตอมเบาของไฮโดรเจน 2 อะตอมให้รวมตัวกันเป็นอะตอมที่หนักขึ้น

ดร.มาร์วิน อดัมส์ รองผู้บริหารโครงการความมั่นคงของสำนักงานบริหารความมั่นคงนิวเคลียร์แห่งชาติของสหรัฐฯ กล่าวว่า แสงเลเซอร์ของห้องปฏิบัติการใส่พลังงาน 2.05 เมกะจูลเข้าใส่เป้าหมาย และสามารถผลิตพลังงานฟิวชันอกมาได้ 3.15 เมกะจูล

ทั้งนี้ นิวเคลียร์ฟิวชันถูกเรียกว่าเป็น จอกศักดิ์สิทธิ์แห่งการผลิตพลังงาน เป็นกระบวนการผลิตพลังงานเดียวกันกับดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์อื่นๆ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์พยายามพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อไขว่คว้าหาแหล่งพลังงานสะอาดที่เกือบไร้ขีดจำกัดนี้มานานหลายทศวรรษแล้ว

การทำฟิวชันตรงข้ามกับปฏิกิริยานิวเคลียร์ ‘ฟิสชัน’ ซึ่งบังคับให้อะตอมหนักแยกตัวออกจากกัน และเป็นเทคโนโลยีที่ปัจจุบันใช้ตามโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต่างๆ แต่กระบวนการ ฟิสชัน ทำให้เกิดของเสียจำนวนมากและแผ่กัมมันตภาพรังสีออกมาเป็นเวลานาน

การทำปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันยังผลิตพลังงานได้มากกว่าฟิสชันมาก และทำให้เกิดกากกัมมันตรังสีปริมาณน้อยและปล่อยรังสีออกมาเพียงระยะสั้นๆ ที่สำคัญ กระบวนการนี้ยังไม่ทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกจึงไม่ส่งผลต่อภาวะโลกร้อน

อย่างไรก็ตาม หนึ่งในอุปสรรคใหญ่ของการทำฟิวชันคือ การบังคับและรักษาสภาพการรวมตัวของอะตอมนั้น ต้องใช้ความร้อนและแรงดันสูงมาก ก่อนหน้านี้ยังไม่เคยมีการทดลองใดเลยที่นักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าปริมาณพลังงานที่ใช้เพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชัน

ความสำเร็จนี้จุดประกายความหวังเรื่องการนำวิธีนิวเคลียร์ฟิวชันมาใช้ผลิตงานจริงๆ แต่ ดร.คิม บูดิล ผู้อำนวยการของ LLNL กล่าวย้ำในงานแถลงข่าวว่า ยังเหลืออุปสรรคอีกหลายอย่างที่ต้องก้าวข้ามไปให้ได้ก่อน แต่ด้วยความพยายามร่วมกันและการลงทุนในการวิจัยเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง อาจทำให้เราไปถึงจุดที่สร้างโรงไฟฟ้าได้ภายใน 20-30 ปี

ก่อนจะมีการฝ่าทางตันครั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์เคยคาดว่า อาจต้องใช้เวลา 50-60 ปีกว่ามนุษย์จะไปถึงขั้นสร้างโรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ฟิวชัน โดยอีกหนึ่งอุปสรรคใหญ่คือ ต้องลดค่าใช้จ่ายและเพิ่มการผลิตพลังงานให้มากขึ้น โดยการทดลองล่าสุดใช้งบประมาณไปถึง 3.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ แต่ได้พลังงานกลับมาเพียงพอต้มน้ำเดือดได้แค่ 15-20 กาเท่านั้น

ที่มา : bbc