เรื่องจริง ! สหรัฐฯ แถลงว่าทำระบบนิวเคลียร์ฟิวชันคุ้มทุนได้ด้วยเลเซอร์เป็นครั้งแรกของโลก

สืบเนื่องจากการรายงานข่าวเมื่อวันที่ 13 ธันวาคมที่ผ่านมาว่ากระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาเตรียมตั้งโต๊ะแถลงข่าวความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ในการสร้างพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) ซึ่งทางรอยเตอร์ส (Reuters) ได้รับรายงานจากแหล่งข่าวว่าเป็นเรื่องของการทำให้ระบบดังกล่าวนี้คุ้มค่าในการผลิตจริง ซึ่งนับเป็นข่าวใหญ่ไปทั่วโลกรับสิ้นปี และการแถลงข่าวเมื่อ 22.00 นาฬิกา ของคืนวันอังคารที่ผ่านมาตามเวลาประเทศไทยก็ไม่ได้หลุดโผไปจากข่าวลือมากนัก นอกจากนี้ยังมีรายละเอียดที่น่าทึ่งยิ่งกว่าเดิมอีกด้วย

การพัฒนาการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) เป็นกระแสมาโดยตลอดเกือบ 100 ปี ที่ผ่านมา เนื่องจากนิวเคลียร์ฟิวชัน เป็นอนาคตของการผลิตไฟฟ้าที่สะอาดอย่างแท้จริง เพราะว่าการทำนิวเคลียร์ฟิวชันนั้นไม่จำเป็นต้องใช้ธาตุกัมมันตรังสี แค่ใช้ธาตุที่สะอาด หาได้ง่ายบนโลกอย่างไฮโดรเจน หรือฮีเลียมก็ได้เช่นกัน โดยธาตุเหล่านี้จะต้องนำมาหลอมรวมในเชิงโครงสร้างอะตอม หรือส่วนที่เล็กที่สุดของธาตุ เพื่อให้ปลดปล่อยพลังงานออกมาจากการหลอมรวมกัน

อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่สำคัญที่สุดคือการรักษาสภาพการหลอมละลายให้ต่อเนื่องเพียงพอจะผลิตเป็นกระแสไฟฟ้า ซึ่งในปัจจุบันมีอยู่ 2 เทคนิค ที่อยู่ระหว่างการพัฒนา ได้แก่เทคนิคการใช้สนามแม่เหล็กมาล้อมกรอบและคงสภาพไว้ ซึ่งมีเครื่องต้นแบบที่เรียกว่า โทคามัค (Tokamak) เป็นหัวใจการพัฒนา กับอีกเทคนิคที่เรียกว่าระบบพลังงานฟิวชันเฉื่อย (Inertial Fusion Energy: IFE) ซึ่งเป็นเทคนิคที่สหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการทำให้เกิดขึ้นจริงอย่างมีประสิทธิภาพได้

เทคนิค IFE คือการเก็บบรรจุกลุ่มธาตุในกล่องบรรจุพิเศษขนาดเล็ก แล้วทำการยิงเลเซอร์เข้าไปเพื่อกระตุ้นให้เกิดการหลอมรวมอะตอมจากสภาวะความดันและอุณหภูมิที่สูง หรือเรียกแบบง่าย ๆ ว่าเป็นการจำลองสภาพดวงอาทิตย์ ซึ่งถือว่าเป็นต้นแบบและตัวอย่างการทำนิวเคลียร์ฟิวชันที่สมบูรณ์ที่สุดในปัจจุบัน โดยก่อนหน้านี้การยิงเลเซอร์เข้าไปอย่างต่อเนื่องกลับสูญเสียพลังงานเป็นจำนวนมากกว่าที่ระบบผลิตได้

ในขณะที่การทดลองของกลุ่มนักวิจัยจากห้องวิจัยแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ (Lawrence Livermore National Laboratory) ภายใต้การทำงานของกระทรวงพลังงานของสหรัฐฯ นั้นต่างออกไป เมื่อ 5 ธันวาคมที่ผ่านมา นักวิจัยได้ยิงแสงเลเซอร์ในทิศทางต่าง ๆ รวม 192 ลำแสง เข้าไปในภาชนะทรงกระบอกชื่อว่าโฮฮราม (Hohlraum - ภาษาเยอรมันของคำว่าช่องกลวงหรือ Cavity) ที่กักเก็บธาตุไฮโดรเจนเอาไว้ เพื่อให้ระบบนี้ปลดปล่อยพลังงานออกมา

โดยพลังงานที่ใส่เข้าไปนี้มีค่า 2.05 เมกะจูล (MJ) หรือประมาณ 570 วัตต์ชั่วโมง (Wh) (ใกล้เคียงกับพลังงานที่หม้อหุงข้าวใช้งานไปใน 1 ชั่วโมง) ทำให้เกิดพลังงานออกมาจากการรวมธาตุ แต่ในคราวนี้พลังงานที่ออกมานั้นมีค่าอยู่ที่ 3.15 เมกะจูล (MJ) หรือ 875 วัตต์ชั่วโมง (Wh) ซึ่งนับเป็นครั้งแรกของโลกที่พลังงานที่ปลดปล่อยออกมามีมากกว่าพลังงานที่ใส่เข้าไปในระบบ จนกลายเป็นข่าวใหญ่ของวงการวิทยาศาสตร์ระดับโลก

อย่างไรก็ตาม การพัฒนานิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) ให้อยู่ในระดับที่สามารถสร้างโรงไฟฟ้าได้นั้นยังคงต้องทำการทดลองอีกหลายครั้งเพื่อให้มั่นใจว่าการสร้างพลังงานด้วยเทคนิคการจุดระเบิดด้วยเลเซอร์นี้จะเสถียรและควบคุมได้จริงต่อไปในอนาคตอันใกล้

ที่มาข้อมูล Wikipedia, U.S. Department of Energy, The Wall Street Journal

ที่มารูปภาพ Lawrence Livermore National Laboratory