1 ตุลาคม 2567
วันนี้ ทุกองค์กรทั่วโลกต่างมุ่งมั่นสู่เป้าหมายร่วมกันในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิให้เป็นศูนย์ภายในปี พ.ศ. 2573 ในด้านพลังงาน หลายฝ่ายกำลังเร่งค้นหาพลังงานสะอาดที่ไม่เพียงแต่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่ยังสามารถตอบสนองความต้องการในระยะยาวของมนุษยชาติได้ หนึ่งในเทคโนโลยีพลังงานที่ได้รับความสนใจอย่างมากในฐานะที่อาจเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างพลังงานสะอาดมหาศาลในอนาคต คือเทคโนโลยีฟิวชันที่ใช้ “โทคาแมค” (Tokamak)
โทคาแมค (Tokamak) ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์ฝีมือมนุษย์
โทคาแมคเป็นอุปกรณ์จำลองปฏิกิริยาฟิวชัน โดยทำงานเลียนแบบกระบวนการที่เกิดขึ้นในดวงอาทิตย์ ซึ่งเกิดจากการรวมตัวของนิวเคลียสของธาตุเบา เช่น ดิวทีเรียม (Deuterium) และทริเทียม (Tritium) ภายใต้สภาวะที่มีแรงดันและอุณหภูมิสูงมาก ในดวงอาทิตย์ การฟิวชันเกิดขึ้นภายใต้ความกดดันจากแรงโน้มถ่วงมหาศาลที่อุณหภูมิราว 10 ล้านองศาเซลเซียส แต่บนโลก เนื่องจากแรงดันต่ำกว่าอย่างมาก จำเป็นต้องใช้ความร้อนที่สูงกว่า 100 ล้านองศาเซลเซียสเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชัน ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา พลังงานฟิวชันนี้ถือเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ก่อให้เกิดมลพิษหรือปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเหตุนี้ หลายประเทศทั่วโลกจึงร่วมมือกันพัฒนาเทคโนโลยีนี้เพื่อสร้างอนาคตที่มีพลังงานสะอาด
ความท้าทายของเทคโนโลยีฟิวชัน
ปฏิกิริยาฟิวชันที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์เป็นปรากฏการณ์ที่มนุษย์พยายามจำลองขึ้นบนโลก ซึ่งนักวิจัยต้องสร้างสภาวะที่คล้ายกับการเกิดดวงอาทิตย์ และควบคุมพลังงานจากพลาสมาให้ได้อย่างต่อเนื่อง บรรดาประเทศมหาอำนาจได้พยายามศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีนี้มานานกว่า 60 ปี แต่ก็ยังไม่มีประเทศใดสามารถควบคุมกระบวนการฟิวชันได้อย่างเสถียรในระยะยาว ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในปัจจุบันคือการสร้างพลาสมาอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานถึง 1,056 วินาที ด้วยเตาปฏิกรณ์ EAST ในสาธารณรัฐประชาชนจีน
Thailand Tokamak I (TT-1) ก้าวแรกของโทคาแมคในไทยและอาเซียน
ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2560 สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สทน. ได้รับอุปกรณ์บางส่วนของเครื่องโทคาแมคที่เลิกใช้งานแล้วจากสถาบันฟิสิกส์พลาสมา สังกัดสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์แห่งชาติจีน (Institute of Plasma Physics of Chinese Academy of Sciences : ASIPP) ซึ่งนับเป็นจุดเริ่มต้นสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชันของประเทศไทย
โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนจากการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) หน่วยงานที่มีบทบาทสำคัญในด้านความมั่นคงทางพลังงานของประเทศ รวมถึงสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอนและสถาบันการศึกษาชั้นนำอื่นๆ สทน. ได้ส่งทีมนักวิจัยเข้าร่วมเรียนรู้และพัฒนาเทคโนโลยีร่วมกับ ASIPP เพื่อสร้างเครื่องโทคาแมคใหม่ในชื่อ Thailand Tokamak I (TT-1) ซึ่งจะเป็นต้นแบบในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชันในอนาคตของประเทศไทย และเป็นเครื่องโทคาแมคเครื่องแรกของไทยและอาเซียน ที่จะช่วยให้ทีมนักวิจัยไทยได้มีโอกาสค้นคว้าหาวิธีการสร้างและควบคุมพลาสมาสำหรับการใช้งานทางพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพต่อไป
การศึกษาเทคโนโลยีฟิวชันจากเครื่องโทคาแมค ณ สาธารณรัฐประชาชนจีน
การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้คัดเลือกบุคลากรผู้เชี่ยวชาญในสาขาต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นวิศวกรไฟฟ้าที่มีความถนัดในระบบจ่ายไฟฟ้าแรงสูงและระบบควบคุมและเก็บข้อมูล, วิศวกรเครื่องกลที่มีความรู้ความชำนาญในด้านระบบสุญญากาศ และนักวิทยาศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญด้านพลาสมาและการวัดคุณสมบัติของพลาสมา เพื่อเข้าร่วมการศึกษาและวิจัยเทคโนโลยีฟิวชันอย่างเข้มข้นตลอดระยะเวลา 3 เดือน สามารถแลกเปลี่ยนความรู้ทั้งภาคทฤษฎีและภาคปฏิบัติได้อย่างมีประสิทธิภาพ ร่วมกันพัฒนาโครงการ Thailand Tokamak I (TT-1) จนสามารถสร้างพลาสมาและรักษาเสถียรภาพของพลาสมาได้นานถึง 0.1 วินาที
อย่างไรก็ตาม ระยะเวลาการรักษาสภาพพลาสมาที่ 0.1 วินาทียังไม่เพียงพอที่จะนำพลังงานไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถรักษาและควบคุมเสถียรภาพของพลาสมาได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งหากบรรลุความสำเร็จ ก็จะสามารถนำพลังงานสะอาดนี้ไปใช้ได้อย่างไร้ขีดจำกัด และนักวิจัยไทยก็อาจเป็นผู้สร้างความสำเร็จจนจารึกเป็นประวัติศาสตร์ระดับโลกได้เช่นกัน
วันที่ 21 เมษายน พ.ศ. 2566 เครื่อง TT-1 ซึ่งเป็นผลงานของทีมนักวิจัยไทยได้ถูกถอดประกอบและนำกลับจากสาธารณรัฐประชาชนจีน มาติดตั้งที่สำนักงานพัฒนาระบบและเทคโนโลยีนิวเคลียร์ (สทน.) อ.องครักษ์ จ.นครนายก จากนั้นได้เดินเครื่องอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม พ.ศ. 2566 นับเป็นเครื่องโทคาแมคเครื่องแรกของประเทศไทยและภูมิภาคอาเซียน
hailand Tokamak I : TT-1
หลังจากนี้ นักวิจัยไทยจะสามารถนำสมมติฐานและแนวคิดต่างๆ มาทดลองกับเครื่องโทคาแมค TT-1 เพื่อสร้างความเป็นไปได้ใหม่ให้กับเทคโนโลยีฟิวชัน โดยทางสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (สทน.) มีเป้าหมายในการออกแบบและสร้างเครื่องโทคาแมคเครื่องใหม่ภายในระยะเวลา 10 ปี เพื่อขับเคลื่อนให้ประเทศไทยเป็นศูนย์กลางการพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชันและการพัฒนากำลังคนระดับสูงด้านฟิวชันในภูมิภาคอาเซียน ซึ่งจะเป็นก้าวสำคัญในการเปลี่ยนแปลงประเทศไปสู่การขับเคลื่อนด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
มุ่งสู่ ITER โทคาแมคที่ใหญ่ที่สุดในโลก
แม้ว่าหนทางสู่ความสำเร็จจะดูยาวไกล แต่หากนานาชาติร่วมแรงร่วมใจกัน โครงการนี้อาจสร้างประวัติศาสตร์ใหม่ให้กับโลกได้เช่นกัน โดยโครงการ ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) ได้รับการสนับสนุนจาก 7 ประเทศหลัก ได้แก่ จีน สหภาพยุโรป อินเดีย ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ รัสเซีย และสหรัฐอเมริกา รวมถึงผู้ลงทุนอีกกว่า 30 ประเทศทั่วโลก ซึ่งได้ร่วมกันลงทุนกว่า 10,000 ล้านยูโร เพื่อสร้างโทคาแมคขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ตั้งอยู่ที่เมือง Cadarache ประเทศฝรั่งเศส โครงการนี้เริ่มดำเนินการตั้งแต่ปี พ.ศ. 2556 และคาดว่าจะเริ่มทดลองเดินเครื่องครั้งแรกในปี พ.ศ. 2568 เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการสร้างพลังงานฟิวชัน ก่อนที่จะพัฒนาไปสู่การผลิตไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์ในอนาคต
สำหรับประเทศไทย ได้ส่งนักวิจัยเข้าร่วมศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชันภายใต้โครงการนี้ ซึ่งนับเป็นโอกาสสำคัญในการเพิ่มพูนองค์ความรู้ และเตรียมความพร้อมให้ประเทศไทยก้าวเข้าสู่การพัฒนาเทคโนโลยีด้านพลังงานในระดับสากล เพื่อเป็นรากฐานสำหรับการพัฒนาพลังงานของประเทศในอนาคตต่อไป
ภาพจาก www.iter.org
บนเส้นทางการพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชัน อีกไม่นาน ITER จะเริ่มเดินเครื่อง ซึ่งโครงการ ITER ถือเป็นการลงทุนขนาดใหญ่ที่เกิดจากความร่วมมือระหว่างประเทศต่างๆ นำความรู้และเทคโนโลยีที่ได้รับการศึกษาวิจัยมานานหลายสิบปีมาประยุกต์ใช้อย่างบูรณาการ แม้ว่าเส้นทางข้างหน้ายังไม่แน่นอน แต่การก้าวไปข้างหน้าก็ช่วยให้เราเข้าใกล้เป้าหมายพลังงานสะอาดจากเทคโนโลยีฟิวชันได้มากขึ้น เชื่อว่าเทคโนโลยี Tokamak จะเป็นกุญแจสำคัญในการเปิดประตูสู่พลังงานสะอาดและยั่งยืนที่ไร้ขีดจำกัดในอนาคตอันใกล้
แหล่งที่มา : https://www.thairath.co.th/news/local/2816228
