ส่องเตาปฏิกรณ์ “MAST Upgrade” เตาปฏิกรณ์ทรงกลม ปฏิวัติพลังงานฟิวชัน

เครื่องปฏิกรนิวเคลียร์ที่เปิดโอกาสด้านพลังงานใหม่

มาสต์ อัปเกรด (MAST Upgrade - Mega Amp Spherical Tokamak Upgrade) เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันระดับเรือธงของประเทศ สามารถสร้างพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงถึง 30 ล้านองศาเซลเซียส โดยมีเป้าหมายหลัก 3 ประการ ได้แก่ 

• เพื่อศึกษาแนวคิดการปล่อยและระบายแก๊สความร้อนพลาสมา (Exhaust concepts)

• เพื่อลดความเสี่ยงและพัฒนางานออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ทรงกลมแบบโทคาแมก (Spherical tokamak) ในฐานะโรงไฟฟ้าแห่งอนาคต 

• และเพื่อขยายขอบเขตความรู้ทางฟิสิกส์เพื่อสนับสนุนโครงการฟิวชันในภาพรวม

มาสต์ อัปเกรด (MAST Upgrade) ได้รับการปรับปรุงวิศวกรรมต่อยอดมาจากเครื่องรุ่นเดิมที่เคยเดินเครื่องตั้งแต่ปี 2000 ถึง 2013 การอัปเกรดนี้ช่วยให้เครื่องมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ทั้งการเลี้ยงพลาสมาให้เสถียรได้นานขึ้น เพิ่มกำลังการทำความร้อน สร้างสนามแม่เหล็กที่เข้มข้นขึ้น

ความท้าทายคือการลดและระบายความร้อน

ความท้าทายอย่างหนึ่งที่ มาสต์ อัปเกรด (MAST Upgrade) ให้ความสำคัญ คือการทำความเข้าใจและลดความร้อนมหาศาลที่ปลดปล่อยออกมาจากพลาสมาร้อนจัด โดยระบบที่เรียกว่า ไดเวอร์เตอร์ (Divertor) จะคอยดักจับอนุภาคและความร้อนที่ถูกขับออกจากพลาสมา แล้วเบี่ยงทิศทางไปยังพื้นผิวรับความร้อนภายในโทคาแมก ดังนั้นการแก้ปัญหาเรื่องการระบายพลาสมาจึงเป็นหัวใจสำคัญในการทำให้พลังงานฟิวชันเชิงพาณิชย์เกิดขึ้นได้จริง

โดยมาสต์ อัปเกรด (MAST Upgrade) ยังถือว่าเป็นเครื่องโทคาแมกเครื่องแรกของโลกที่ใช้ระบบ ซูเปอร์-เอ็กซ์ ไดเวอร์เตอร์ (Super-X divertor) ซึ่งเป็นระบบระบายพลาสมาที่ได้รับการปรับปรุงขั้นสูง จากการทดสอบพบว่าสามารถลดภาระความร้อนบนชิ้นส่วนไดเวอร์เตอร์ลงได้มากถึง 10 เท่า

เมื่อไม่นานมานี้ ตัวเครื่องยังพึ่งเสร็จสิ้นแคมเปญการทดลองทางวิทยาศาสตร์ครั้งที่ 5 ซึ่งรวมนักวิจัยมากกว่า 200 คน จากกว่า 40 สถาบัน และมีการสร้างพลาสมามากกว่า 1,000 ครั้ง เพื่อช่วยไขปริศนาข้อสงสัยที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในทางฟิสิกส์ฟิวชัน และผลักดันให้พลังงานฟิวชันกลายเป็นจริง