ครั้งที่ 0️⃣2️⃣ 🧪⚗️🔬 ⚡⚡
การค้นพบนิวเคลียร์ฟิวชัน ทำให้เราเข้าใกล้พลังงานสะอาดที่ไร้ขีดจำกัดไปอีกขั้น
ความก้าวหน้าครั้งนี้นับเป็นครั้งที่สองที่แกนกลางของเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันได้ปล่อยพลังงานออกมามากกว่าที่ได้รับเข้าไป แต่ความท้าทายที่สำคัญ
ยังคงอยู่▪️▪️
ตั้งแต่ทศวรรษ 50 นักฟิสิกส์พยายามควบคุม
ปฏิกิริยาฟิวชันที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์ แต่จนถึงเดือนธันวาคม 2022 ไม่มีกลุ่มใดสามารถผลิตพลังงานจากปฏิกิริยาได้มากกว่าที่ใช้พลังงานไป
เป็นสภาวะที่เรียกว่าการจุดระเบิด
🟠 การยิงลำแสงเลเซอร์ที่มีพลังมากที่สุดในโลกเพื่อเปลี่ยนเม็ดไอโซโทปของไฮโดรเจนให้กลายเป็นพลาสมาที่ลุกเป็นไฟในเวลาสั้นๆ ทำให้นักฟิสิกส์ได้รับพลังงานสุทธิสูงกว่าที่เคยท
นับตั้งแต่การสาธิตการจุดระเบิดด้วยฟิวชันเป็นครั้งแรกที่ National Ignition Facility (NIF)
มีการทดลองอย่างต่อเนื่องเพื่อศึกษาระบบวิทยาศาสตร์ใหม่ที่น่าตื่นเต้นนี้ ในการทดลองที่ดำเนินการเมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม ได้จุดระเบิด
ซ้ำที่ NIF
🟠 นักวิทยาศาสตร์พยายามค้นหาวิธีการที่ใช้ได้จริงในการสร้างนิวเคลียร์ฟิวชันซึ่งเป็นกระบวนการที่ทำให้ดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์ของเรามอดไหม้ ตั้งแต่ช่วงปี 1940 ดาวฤกษ์หลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนเพื่อสร้างฮีเลียมภายใต้อุณหภูมิและความดันที่สูงมาก เปลี่ยนสสารให้เป็นแสงและความร้อนและผลิตพลังงาน โดยไม่สร้างผลกระทบที่ได้สร้างความเสียหาย เช่น ก๊าซเรือนกระจกหรือกากกัมมันตรังสี
🟠 การสร้างเงื่อนไขเหล่านี้ขึ้นใหม่บนโลกนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย นอกจากอุณหภูมิที่เลวร้ายและแรงกดดันมหาศาลแล้ว ยังจำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาลเพื่อเปลี่ยนเชื้อเพลิงให้เป็นพลาสมา จุดไฟ และปลอดภัยด้วยสนามแม่เหล็กอันทรงพลังหรือลำแสงเลเซอร์ความสำเร็จนี้ได้รับการพิสูจน์โดย NIF ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore ในแคลิฟอร์เนีย และ NIF ทำได้เฉพาะในการทดลองที่พ่นออกมาในเวลาน้อยกว่า 1 หมื่นล้านของวินาที
🟠 NIF ใช้กระบวนการอื่นที่เรียกว่า inertial confinement ซึ่งจะทำการยิงเลเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่แคปซูลเชื้อเพลิงขนาดเล็กทำให้เกิดการระเบิด เครื่องปฏิกรณ์สองประเภทมีอิทธิพลเหนือการทดลองฟิวชั่นในปัจจุบัน
▪️เครื่องปฏิกรณ์แบบกักขังแม่เหล็ก ควบคุม
พลาสม่าที่ร้อนด้วยสนามแม่เหล็ก(Tokamak)
▪️เครื่องปฏิกรณ์กักกันแบบเฉื่อย (inertial confinement reactor) เช่นเดียวกับที่ NIF ใช้ในการทดลอง
โดยปล่อยโฟตอนหรืออนุภาคแสงเข้าสู่ปลายทั้งสองด้านของทรงกระบอกภายในแกนเครื่องปฏิกรณ์เพื่อกระทบกับผนังด้านในของแคปซูลทองคำที่ประกอบด้วยทริเทียมและดิวทีเรียม
ที่อุณหภูมิสูงมากจนนิวเคลียสของอะตอมหลอมรวมกัน ปล่อยฮีเลียมและพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาในรูปของนิวตรอนทำให้เกิดรังสีเอกซ์ที่ทำให้เม็ดเชื้อเพลิงร้อนขึ้น
🟠 สิ่งนี้จุดประกายปฏิกิริยาที่สร้างพลังงานมากกว่าเลเซอร์ที่ใส่เข้าไป (ในการทดลองแรก เอาต์พุตประมาณ 3.15 เมกะจูลสำหรับอินพุต 2.05MJ) อย่างไรก็ตาม ไม่มีการทดลองใดที่ผลิตพลังงานได้มากไปกว่าพลังงานจำนวนมหาศาลที่ใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมด โดยปฏิกิริยาจะเริ่มต้นและสิ้นสุดในเสี้ยววินาทีเล็กน้อย
การเพิ่มพลังงานในบริบทนี้เปรียบเทียบเฉพาะพลังงานที่สร้างขึ้นกับพลังงานในเลเซอร์ ไม่ใช่พลังงานทั้งหมดที่ดึงออกจากกริดเพื่อจ่ายพลังงานให้กับระบบ ซึ่งสูงกว่ามาก นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าการหลอมรวมในเชิงพาณิชย์จะต้องใช้ปฏิกิริยาที่สร้างพลังงานระหว่าง 30 ถึง 100 เท่าของเลเซอร์
NIF ยังสามารถยิงได้สูงสุดหนึ่งนัดต่อวัน ในขณะที่โรงไฟฟ้าแบบกักขังเฉื่อยอาจต้องยิงให้เสร็จหลายนัดต่อวินาที
ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นที่ NIF เกิดขึ้น "เพียงแปดเดือน" หลังจากความก้าวหน้าครั้งแรก เป็นสัญญาณบ่งชี้เพิ่มเติมว่าความก้าวหน้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
🟠 แม้ว่านักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าสถานีพลังงานฟิวชันยังอยู่ห่างออกไปอีกหลายทศวรรษ แต่ศักยภาพของเทคโนโลยีก็ยากที่จะเพิกเฉย
ปฏิกิริยาฟิวชันไม่ปล่อยคาร์บอน ไม่ก่อให้เกิดกากกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาว และเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพียงถ้วยเล็กๆ ในทางทฤษฎีสามารถให้พลังงานแก่บ้านเป็นเวลาหลายร้อยปี
⚡⚡⚡ การดึงพลังงานออกจากเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดมากกว่าที่จะใส่เข้าไปอาจใช้เวลาหลายสิบปีดังนั้น ความก้าวหน้าจึงไม่น่าจะทันเวลาที่จะช่วยมนุษยชาติต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่การทดลองเหล่านี้ได้ให้หลักฐานที่น่าสนใจว่า
วันหนึ่งพลังของดวงดาวสามารถนำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนชีวิตมนุษย์บนโลกได้▪️▪️
261/2023
Tokamak ⚡ รวมทุกเรื่องที่อยากรู้พลังงาน
นิวเคลียร์ฟิวชั่่น ▪️▪️
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
