ดวงอาทิตย์เทียมจากสหรัฐฯ สร้างจากอุปกรณ์ขนาดเดียวกับเตาปิ้ง !

แซป เอเนอร์จี (Zap Energy) สตาร์ตอัปด้านพลังงานจากสหรัฐอเมริกา ประสบความเร็จในการทำดวงอาทิตย์เทียม หรือการสร้างพลังงานแบบนิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) ที่อุณหภูมิระดับเดียวกับดวงอาทิตย์ด้วยอุปกรณ์ขนาดใกล้เคียงกับเตาปิ้งเท่านั้น

เบื้องหลังความสำเร็จดวงอาทิตย์เทียมแบบใหม่

ความสำเร็จดังกล่าวเป็นเรื่องใหม่ในวงการ เนื่องจากนิวเคลียร์ฟิวชันในปัจจุบันนิยมใช้วิธีสร้างพลาสมาจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Field) ด้วยการใช้สารตัวนำยิ่งยวด (Superconductor) แต่ต้องแลกมาด้วยพื้นที่ติดตั้งในระบบขนาดใหญ่และต้นทุนการผลิตที่สูง

ในขณะที่ Zap Energy ได้พัฒนาระบบดวงอาทิตย์เทียม หรือนิวเคลียร์ฟิวชัน โดยเทคโนโลยีแซดพินช์ (Z-Pinch: ZuFe) ที่ใช้ระบบกักเก็บแบบใหม่ ด้วยการสร้างพลาสมาภายในระบบพิเศษ ซ้อนทับในอุปกรณ์อีกทีหนึ่ง เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแทนการใช้สาร Superconductor ทำให้มีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่ารวมถึงประหยัดพื้นที่ในการออกแบบระบบมากกว่า (รายละเอียดเพิ่มเติม TNN Tech เคยนำเสนอในปี 2022 ที่ผ่านมา)

ขั้นตอนการสร้างดวงอาทิตย์เทียมรูปแบบใหม่

การสร้างพลาสมาตามเทคโนโลยี Z-Pinch จะทำผ่านตัวอุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นท่อกระบอกความยาว 2 เมตร ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงเตาปิ้งแบบ BBQ ที่นิยมใช้ในสหรัฐอเมริกา และปล่อยกระแสไฟฟ้า (Current) กำลังสูงเพื่อกระตุ้นให้พลาสมา (สถานะที่ 4 ของสาร ต่อจาก ของแข็ง ของเหลว แก๊ส) เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า และยิงลำแสงสีเขียวผ่านสนามดังกล่าว ซึ่งจะกระตุ้นให้เกิดกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันในที่สุด

โดยทีมนักวิจัยจากห้องวิจัยแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์ (Lawrence Livermore National Laboratory: LLNL) และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดีเอโก (University of California, San Diego: UCSD) ได้ทำการทดลองและบันทึกผลที่ได้จากกระบวนการ Z-Pinch และพบว่า พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันที่ได้มีค่าอยู่ที่ 1-3 กิโลอิเล็กตรอนโวลต์ (keV) ซึ่งสามารถคำนวณเป็นค่าอุณหภูมิได้ระหว่าง 11 - 37 ล้านองศาเซลเซียส 

ผลการทดลองนี้พิสูจน์ว่าเทคโนโลยี Z-Pinch สามารถสร้างนิวเคลียร์ฟิวชันโดยมีอุณหภูมิในระดับเดียวกับแกนกลางของดวงอาทิตย์ที่ 15 ล้านองศาเซลเซียส โดยไม่ต้องพึ่งพิงการใช้งานแม่เหล็กที่เหนี่ยวนำด้วยสาร Superconductor หรือการยิงลำแสงเลเซอร์เข้มข้นสูง ซึ่งทั้ง 2 อย่าง ล้วนเป็นต้นทุนมหาศาลที่เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญในการชะลอการพัฒนานิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน

โดยงานวิจัยดังกล่าวตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการ Physical Review Letters เป็นที่เรียบร้อยแล้ว และ Zap Energy จะเตรียมพัฒนาโครงการใหม่ในชื่อว่า Fuze-Q ที่สามารถสร้างพลังงานในปริมาณที่มากกว่า Z-Pinch ทำได้ถึง 10 เท่า ในอนาคต

ข้อมูลจาก Interesting Engineering, Wikipedia

ภาพจาก Zap Energy