นิวเคลียร์ฟิวชัน พลังงานสะอาดทางเลือกใหม่ของโลก

นิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) คือกระบวนการสร้างพลังงานจากการรวมธาตุไอโซโทป (Isotope - ธาตุที่มีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสไม่เท่ากัน) หรือธาตุเดียวกันแต่มีโครงสร้างภายในต่างกันของไฮโดรเจนให้กลายเป็นธาตุฮีเลียม กระบวนการที่ฟังดูซ้บซ้อนและเข้าใจยากนี้เป็นที่มาของพลังงานความร้อนที่แปรเปลี่ยนให้เป็นพลังงานต่าง ๆ เช่นพลังงานไฟฟ้าได้ในทางทฤษฎี ซึ่งปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังค้นคว้าและเปลี่ยนให้หลักการเป็นการผลิตจริงอยู่ในปัจจุบัน

กระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชัน

กระบวนการผลิตไฟฟ้าจากนิวเคลียร์ฟิวชัน จะเริ่มจากการหลอมรวมธาตุเพื่อให้เกิดพลังงาน จากนั้นจะนำพลังงานที่ได้ไปทำให้เกิดพลังงานอื่น ๆ เช่น ความร้อน หรือไฟฟ้าต่อไป โดยมีรายละเอียดดังนี้

1. นำธาตุไอโซโทปของไฮโดรเจนที่เรียกว่า ดิวเทอเรียม (Deuterium) และทริเทียม (Tritium) มาหลอมรวมกันด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 100 ล้านองศาเซลเซียส (Celsius) 

2. กระบวนการในข้อแรกจะทำให้เกิดการหลอมรวมเป็นธาตุฮีเลียมที่มีโครงสร้างทางเคมีที่ไม่เสถียร ซึ่งการจะทำให้เสถียรได้จำเป็นจะต้องคายโครงสร้างและพลังงานส่วนเกินออกมา 

3. ในกระบวนการคายส่วนเกินออกมา จะมีนิวตรอน (Neutron: n - อนุภาคย่อยของอะตอมประเภทหนึ่ง) กับพลังงานความร้อนส่วนเกินปริมาณหนึ่งออกมา ขึ้นอยู่กับปริมาณธาตุดิวเทอเรียมและทริเทียมที่เป็นสารตั้งต้นของกระบวนการ  

พลังงานส่วนเกินในข้อ 3 จะถูกนำไปแปลงเป็นไฟฟ้าด้วยกระบวนการต่าง ๆ เช่น การนำไปต้มน้ำให้เดือดเพื่อให้ไอน้ำปั่นไดนาโมเป็นกระแสไฟฟ้าต่อไป

คุณสมบัติของพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน

พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน เป็นแหล่งพลังงานที่มีคุณค่ามหาศาลอย่างมากหากสามารถเกิดขึ้นได้จริง โดยพลังงานจากสารตั้งต้นประมาณ 1 กิโลกรัม มีค่าเทียบเท่ากับการใช้พลังงานจากน้ำมัน 6.6 ล้านลิตร หรือเทียบเท่ากับการใช้แก๊สธรรมชาติ 6 ล้านกิโลกรัม หรือเท่ากับถ่านหิน 10 ล้านกิโลกรัม ซึ่งพลังงานเหล่านี้คาดว่าจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการเป็นแหล่งพลังงานสำหรับงานอวกาศ, ขนส่งทางเรือ, และการผลิตความร้อนทั้งงานการแพทย์และอุตสาหกรรมหนักอีกด้วย

การสร้างพลังงานจากกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชัน เป็นความพยายามของเหล่านักวิจัยแนวหน้าทั่วโลก เพราะในปัจจุบัน ปัญหาสำคัญของนิวเคลียร์ฟิวชันคือความคุ้มทุนที่ต่ำมาก ตั้งแต่การใช้วัตถุดิบปริมาณมากกว่าพลังงานที่ผลิตได้หลายเท่า หรือแม้แต่เครื่องสร้างกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันที่มีราคาสูง

อย่างไรก็ตาม หากการสร้างพลังงานจากกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันเกิดขึ้นได้จริง ก็จะสามารถสร้างพลังงานที่ปลอดภัยและสะอาดกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบัน และเป็นการตามรอยธรรมชาติของจักรวาลที่เกิดขึ้นจริงบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ซึ่งให้แสงสว่างออกมาต่อทั้งระบบสุริยจักรวาลอยู่ในตอนนี้

ที่มาข้อมูล Elements