จีนเดินหน้าพัฒนา 'พระอาทิตย์จำลอง' ด้วยเทคโนโลยีแม่เหล็กตัวนำไฟฟ้าอุณหภูมิสูง ตั้งเป้าผลิตไฟฟ้าจากพลังงานฟิวชันครั้งแรกภายในปี 2573 หลังเครื่องทดลอง EAST สร้างสถิติการควบคุมพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงระดับ 100 ล้านองศาเซลเซียสได้ต่อเนื่อง
จีนสร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญในโครงการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันนิวเคลียร์ หรือ พระอาทิตย์จำลอง หลังแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง 2 ตัวที่พัฒนาขึ้นภายในประเทศผ่านการทดสอบเต็มกำลังและได้รับการรับรองทางเทคนิคแล้ว โดย Global Times ระบุว่า เทคโนโลยีดังกล่าวเป็นองค์ประกอบสำคัญของการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน ซึ่งมีเป้าหมายผลิตพลังงานไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ในอนาคต
โครงการนี้ตั้งเป้าผลิตไฟฟ้าจากฟิวชันนิวเคลียร์ครั้งแรกของจีนภายในปี 2573 ขณะที่เครื่องทดลองฟิวชันขนาดกะทัดรัดมีกำหนดก่อสร้างแล้วเสร็จภายในสิ้นปี 2570 โดยเทคโนโลยีแม่เหล็กตัวนำไฟฟ้าอุณหภูมิสูงถือเป็นส่วนประกอบสำคัญในการควบคุมพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงภายในเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งเป็นขั้นตอนหลักของการพัฒนาพลังงานฟิวชันให้สามารถนำมาใช้งานจริงได้
โครงการ Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) ดำเนินการโดยสถาบันฟิสิกส์พลาสมาภายใต้ Chinese Academy of Sciences (ASIPP) เริ่มดำเนินงานมาตั้งแต่ปี 2549 และกลายเป็นศูนย์ทดลองสำคัญสำหรับการศึกษาฟิวชันนิวเคลียร์ เปิดให้นักวิทยาศาสตร์จากจีนและต่างประเทศเข้าร่วมวิจัยเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตพลังงานรูปแบบใหม่
จากรายงานของ Chinese Academy of Sciences เมื่อวันที่ 21 มกราคม 2568 ระบุว่า EAST สามารถรักษาพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงถึง 100 ล้านองศาเซลเซียสในโหมดการกักขังพลาสมาคุณภาพสูงได้นาน 1,066 วินาที หรือเกือบ 18 นาที ทำลายสถิติเดิมของตัวเองที่ทำไว้ 403 วินาทีในปี 2566 ความสามารถดังกล่าวเป็นขั้นตอนสำคัญในการพัฒนาการควบคุมพลาสมาให้มีเสถียรภาพ ซึ่งเป็นเงื่อนไขหลักของการเกิดปฏิกิริยาฟิวชันอย่างต่อเนื่อง
พลังงานฟิวชันเกิดจากการหลอมรวมของนิวเคลียสอะตอมเบา เช่น ไฮโดรเจน เพื่อปลดปล่อยพลังงานจำนวนมาก คล้ายกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในดวงอาทิตย์ โดยนักวิทยาศาสตร์พยายามพัฒนาให้สามารถควบคุมกระบวนการดังกล่าวบนโลก เพื่อผลิตพลังงานที่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่ำและใช้เชื้อเพลิงที่มีอยู่ในธรรมชาติ เช่น ดิวทีเรียมจากน้ำทะเล
นักวิจัยจีนระบุว่า แม่เหล็กตัวนำไฟฟ้าอุณหภูมิสูงรุ่นใหม่ใช้เวลาพัฒนาประมาณ 6 ปี โดยมีการเพิ่มขนาดและลดต้นทุนการผลิตลงอย่างมาก รองผู้อำนวยการ ASIPP ฉิน จิ่งกัง ระบุว่า แม่เหล็กรุ่นใหม่มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นจาก 350 ตันเป็น 580 ตัน ขณะที่ต้นทุนวัสดุลดลงเหลือประมาณ 100 หยวนต่อเมตร จากเดิมประมาณ 400 หยวนต่อเมตร
การพัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ โดยจีนมุ่งพัฒนาความสามารถในการผลิตอุปกรณ์ฟิวชันภายในประเทศมากขึ้น ทั้งในด้านแม่เหล็กตัวนำไฟฟ้า ระบบควบคุมพลาสมา และส่วนประกอบสำคัญของเครื่องปฏิกรณ์
จีนยังเข้าร่วมโครงการ International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) ซึ่งเป็นความร่วมมือด้านฟิวชันระหว่าง 7 ฝ่ายหลัก ได้แก่ จีน สหภาพยุโรป อินเดีย ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ รัสเซีย และสหรัฐฯ โดยเครื่อง EAST ทำหน้าที่เป็นหนึ่งในแพลตฟอร์มทดลองเพื่อสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับโครงการดังกล่าว
นอกจาก EAST แล้ว จีนยังพัฒนาโครงการฟิวชันอื่น เช่น เครื่องปฏิกรณ์ HL-3 ในมณฑลเสฉวน และแผนพัฒนา Chinese Fusion Engineering Testing Reactor (CFETR) ซึ่งมีเป้าหมายเชื่อมต่อระหว่างการทดลองทางวิทยาศาสตร์กับการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในอนาคต
อย่างไรก็ตาม การผลิตไฟฟ้าจากฟิวชันในระดับเชิงพาณิชย์ยังต้องเผชิญกับข้อจำกัดทางวิศวกรรมหลายด้าน ทั้งการรักษาพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน การควบคุมความไม่เสถียรของพลาสมา การพัฒนาวัสดุที่สามารถทนต่ออนุภาคนิวตรอนพลังงานสูง รวมถึงการจัดหาเชื้อเพลิงทริเทียมที่เพียงพอต่อการใช้งาน
ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานระบุว่า แม้ฟิวชันจะมีศักยภาพเป็นแหล่งพลังงานสะอาดในอนาคต เนื่องจากไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกระหว่างกระบวนการผลิตพลังงานและมีของเสียกัมมันตรังสีที่มีอายุสั้นกว่าพลังงานนิวเคลียร์แบบฟิชชัน แต่การนำไปใช้งานจริงในระดับอุตสาหกรรมยังต้องใช้เวลาและการวิจัยเพิ่มเติม
ความก้าวหน้าด้านฟิวชันของจีนเกิดขึ้นท่ามกลางการแข่งขันด้านเทคโนโลยีพลังงานระหว่างประเทศ เนื่องจากหลายประเทศต่างลงทุนพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันเพื่อเป็นทางเลือกใหม่ของระบบพลังงานโลกที่ปัจจุบันยังพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหลัก
การพัฒนา พระอาทิตย์จำลอง ของจีนจึงยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองและวิจัย แม้ยังไม่สามารถผลิตไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ได้ในปัจจุบัน แต่ความก้าวหน้าของเครื่อง EAST และเทคโนโลยีแม่เหล็กตัวนำไฟฟ้าอุณหภูมิสูง ถือเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามระยะยาวในการผลักดันพลังงานฟิวชันให้เข้าใกล้การใช้งานจริงมากขึ้นในอนาคต
อ้างอิง:
