โครงการวิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดเพิ่งเข้าสู่ขั้นตอนสุดท้ายของเครื่องปฏิกรณ์แล้ว

(แดน ตรี) - การทดลองพลังงานเทอร์โมนิวเคลียร์ซึ่งถือเป็นความพยายามทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติ โดยมีความหวังว่าจะผลิตพลังงานได้ไม่จำกัด ได้เข้าสู่ช่วงที่สำคัญที่สุดแล้ว

โครงการ ITER ซึ่งเป็นการทดลองพลังงานฟิวชันที่ใหญ่ที่สุด ในโลก กำลังเข้าสู่ช่วงที่สำคัญที่สุด ณ ใจกลางแคว้นโพรวองซ์ ทางตอนใต้ของฝรั่งเศส ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่อาจนำไปสู่พลังงานไร้ขีดจำกัดสำหรับมนุษยชาติ

ความสำเร็จของโครงการนี้จะแสดงให้เห็นถึงความสามารถของมนุษย์ในการ “แทนที่” ดวงอาทิตย์ด้วยการสร้างแหล่งพลังงานที่ไม่มีที่สิ้นสุด (ภาพถ่าย: Marharyta Marko/Getty Images)

ความร่วมมือระหว่างประเทศที่มีมายาวนานหลายทศวรรษมุ่งเน้นไปที่การประกอบแกนเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนผ่านจากการก่อสร้างไปสู่การสร้างเครื่องจักร

หลังจากหลายปีของการออกแบบ การจัดหาชิ้นส่วน และการวางแผนบูรณาการอย่างพิถีพิถัน วิศวกรได้เริ่มประกอบแกนชั้นในของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟิวชัน นี่ไม่เพียงแต่เป็นความสำเร็จทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวสำคัญเชิงสัญลักษณ์ ที่มนุษยชาติกำลังพยายามสร้างกระบวนการผลิตพลังงานจากดวงอาทิตย์ขึ้นมาใหม่

ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้านี้ เมื่อส่วนประกอบต่างๆ ประกอบเข้าที่ จัดตำแหน่ง และเชื่อมต่อกันแล้ว จะเป็นเครื่องกำหนดว่า ITER จะประสบความสำเร็จในการสร้างพลาสมาชิ้นแรก และวางรากฐานสำหรับการใช้ฟิวชันนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์หรือไม่

โครงการนี้ได้รับการยกย่องมานานแล้วว่าเป็นความพยายาม ทางวิทยาศาสตร์ ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติ ยิ่งใหญ่กว่าการเดินบนดวงจันทร์ครั้งแรกเสียอีก

วิทยาศาสตร์กำลังรวมประเทศ ห้องปฏิบัติการ และอุตสาหกรรมจากทั่วทุกทวีปเข้าด้วยกันอีกครั้ง ด้วยความมุ่งมั่นร่วมกัน ขณะนี้แกนเครื่องปฏิกรณ์กำลังประกอบขึ้น และ ITER กำลังเข้าสู่ขั้นตอนสุดท้ายที่มีความเสี่ยงสูงสุด

ITER: ความพยายามระดับโลกเพื่อพลังงานในอนาคต

เครื่องปฏิกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์ของโครงการ ITER กำลังถูกสร้างขึ้นในเมือง Caradache ประเทศฝรั่งเศส (ภาพถ่าย: Aerovista Luchfotografie/Getty Images)

International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) เป็นความพยายามอันบุกเบิกในการแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ให้พลังงานแก่ดวงดาว เช่น ดวงอาทิตย์ สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ในระดับใหญ่บนโลก

ก่อนหน้านี้ จีนยังทำการทดสอบฟิวชันนิวเคลียร์ ซึ่งเผาผลาญพลังงานที่ร้อนกว่าดวงอาทิตย์ และแสดงผลลัพธ์ที่มีแนวโน้มดี

ITER ซึ่งสร้างขึ้นใน Cadarache ประเทศฝรั่งเศส เป็นโครงการร่วมกันของสมาชิกสำคัญ 7 ประเทศ ได้แก่ สหภาพยุโรป จีน อินเดีย ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ รัสเซีย และสหรัฐอเมริกา

สมาชิกแต่ละคนมีส่วนสนับสนุนโดยการผลิตและจัดหาส่วนประกอบและระบบ แสดงให้เห็นถึงการมีส่วนร่วมของอุตสาหกรรมระดับโลก และการรับรองความเป็นเจ้าของร่วมกัน

แนวทางนี้ยังช่วยให้โครงการไม่ต้องพึ่งพาแหล่งเงินทุนเพียงแหล่งเดียว สัดส่วนเงินทุนสนับสนุนจากยุโรปมากที่สุด (ประมาณ 45.6%) ขณะที่สมาชิกที่เหลือแต่ละรายบริจาคประมาณ 9.1%

นับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1980 โครงการ ITER ได้เติบโตเป็นโครงการวิศวกรรมขนาดใหญ่ วัตถุประสงค์ของโครงการไม่ใช่เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าทันที แต่เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และวิศวกรรมของอุปกรณ์ฟิวชันขนาดเท่าเครื่องปฏิกรณ์

โครงการนี้ต้องมีการรักษาสถานะพลาสม่าที่กำลังเผาไหม้ การตรวจสอบระบบต่างๆ เช่น แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด ระบบทำความร้อน การวินิจฉัย การเพาะพันธุ์ทริเทียม การบำรุงรักษาระยะไกล และจัดเตรียมก้าวสำคัญสู่โรงไฟฟ้าทดลอง

ภายใต้กำหนดการที่แก้ไขใหม่ในต้นปี 2568 ITER มีเป้าหมายที่จะดำเนินการพลาสม่าไฮโดรเจนและดิวทีเรียมเป็นครั้งแรกในช่วงทศวรรษปี 2030 และบรรลุความสามารถทางแม่เหล็กเต็มรูปแบบภายในปี 2579

ขั้นตอนสุดท้ายคือการทดสอบดิวทีเรียม-ทริเทียม ซึ่งจะเริ่มขึ้นในราวปี 2039 หลังจากโครงการ ITER นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะสร้างเครื่องปฏิกรณ์ DEMO ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญสู่การหลอมรวมนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 21

การปรับปรุงแกนหลัก: "หัวใจ" ของเครื่องจักร

แกนกลางของเครื่องปฏิกรณ์เปรียบเสมือนหัวใจที่เต้นของสิ่งมีชีวิต (ภาพถ่าย: Peter Hansen/Getty Images)

ในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา วิศวกรของ ITER ได้เริ่มประกอบแกนปฏิกรณ์ ซึ่งเป็นโครงสร้างโทคาแมกส่วนกลางที่จะบรรจุพลาสมา การประกอบแกนประกอบด้วยการจัดตำแหน่งและการรวมขดลวดแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดหลัก ถังสุญญากาศ โครงสร้างรองรับ โซลินอยด์ส่วนกลาง และส่วนประกอบภายในอื่นๆ

หนึ่งในส่วนประกอบที่สำคัญและซับซ้อนที่สุด คือ โซลินอยด์ส่วนกลาง เพิ่งได้รับการประกาศว่าเสร็จสมบูรณ์แล้ว ส่วนนี้ของเครื่องปฏิกรณ์แกนกลาง หรือที่รู้จักกันในชื่อ “หัวใจ” ของเครื่องจักร และพร้อมส่งมอบและติดตั้งที่ ITER แล้ว

ในขณะเดียวกัน ถังสุญญากาศซึ่งประกอบด้วยห้องทรงวงแหวน 9 ห้อง กำลังได้รับการประกอบภายใต้สัญญาจากพันธมิตรทางอุตสาหกรรม บริษัทเวสติงเฮาส์ อิเล็กทริก ได้มอบสัญญามูลค่า 180 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ เพื่อเชื่อมและเชื่อมต่อห้องแกนกลางเข้าด้วยกันเป็นภาชนะเดียวที่สามารถบรรจุพลาสมาได้

กระบวนการประกอบแกนกลางเป็น “บัลเลต์” อันละเอียดอ่อนของวิศวกรรมความแม่นยำ จำเป็นต้องคำนึงถึงความคลาดเคลื่อนต่ำกว่า 1 มม. การจัดวางแนว การหดตัวเนื่องจากความร้อน สภาวะอุณหภูมิต่ำ และการผสานรวมกับระบบในโรงงาน ส่วนประกอบแต่ละชิ้นจัดส่งจากโรงงานทั่วโลก ผ่านขั้นตอน ทดสอบ และผสานรวมอย่างระมัดระวัง

นี่เป็นกระบวนการที่สำคัญและมีความเสี่ยงอย่างยิ่ง การประกอบแกนให้สำเร็จถือเป็นก้าวสำคัญบนเส้นทางสู่การผลิตพลาสมาเครื่องแรก ความล่าช้าหรือการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ความล่าช้าหรือการแก้ไขทางเทคนิคเป็นเวลาหลายปี

ขณะนี้แกนเครื่องปฏิกรณ์กำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างอย่างรวดเร็ว กล่าวกันว่า ITER กำลังเข้าสู่การทดสอบครั้งใหญ่ครั้งสุดท้าย ซึ่งผลลัพธ์อาจกำหนดได้ว่าพลังงานฟิวชันจะกลายเป็นก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีครั้งยิ่งใหญ่ครั้งต่อไปของมนุษยชาติหรือไม่

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/cong-trinh-khoa-hoc-lon-nhat-vua-buoc-vao-giai-doan-lo-phan-ung-cuoi-cung-20251023003529369.htm