หรือนี่คืออนาคตของนิวเคลียร์ฟิวชันที่จะมาเปลี่ยนโลก ?? 😯👍
เมื่อ HB11 Energy Pty Ltd บริษัทที่พัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชั่นรูปแบบใหม่ได้จดสิทธิบัตรเตาปฏิกรณ์แบบ boron-hydrogen fusion
นิวเคลียร์ฟิวชั่นความฝันในการได้มาซึ่งแหล่งพลังงานที่สามารถตอบสนองความหิวกระหายพลังงานของมนุษยชาติ
เมื่อทีมนักวิทยาศาสตร์จากออสเตรเลียได้จดสิทธิบัตรของเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์รูปแบบใหม่ที่เรียกว่า boron-hydrogen fusion (BHF)
ซึ่งทีมดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของ HB11 Energy Pty Ltd บริษัท Start Up ที่ก่อตั้งเมื่อปีที่แล้ว และได้ทำการจดสิทธิบัตรไปแล้วทั้งในจีน อเมริกา และญี่ปุ่น
โดยหลักการทำงานของเตา boron-hydrogen fusion นี้คล้ายกันกับเตาปฏิกรณ์แบบ inertial confinement fusion (ICF) ที่ใช้หลักการในการให้ความร้อนมหาศาลให้กับก้อนเชื้อเพลิงขนาดเท่าหัวเข็มหมุดโดยเลเซอร์พลังสูงยิงใส่จนเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์
ภาพภายในเตาแบบ ICF
แต่ก็ไม่เหมือนกันทั้งหมด กลับกันเตา BHF นี้ไม่ได้ใช้ความร้อนแต่กลับใช้โชค!!!
ฟังแล้วอาจจะงงใช้โชค พึ่งดวงเนี่ยนะ??
โชคในที่นี้คือโชคในการที่เราจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ตั้งต้นได้ยังไง
ขั้นแรกจะใช้เลเซอร์พลังงานสูงยิงแบบ Pulse ด้วยความถี่สูงมาก ๆ (picosecond laser แบบเดียวกับเลเซอร์ที่ยิงตามคลีนิคศัลยกรรม)
ลำแสงเลเซอร์ที่มีคลื่นความถี่ที่พอเหมาะ (ความยาวคลื่น 284 นาโนเมตร) ก็จะกระตุ้นให้อะตอมของไฮโดรเจนที่อยู่ในแท่งเชื้อเพลงวิ่งไปชนกับอะตอมของโบรอน
ซึ่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น จะทำให้อะตอมไฮโดรเจนและโบรอนรวมตัวกันกลายเป็นอะตอมของฮีเลียมที่ไม่มีอิเลคตรอน(รังสีแอลฟ่า) 3 อะตอม ซึ่งอะตอมของฮีเลียมเหล่านี้จะมีสภาพทางไฟฟ้าเป็นประจุบวก
จากรูปปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นนั้นมีแค่การชนกันของ
-อะตอมไฮโดรเจนกับโบรอน
-อะตอมของฮีเลียมกับไฮโดรเจน
แค่นั้นเอง และรังสีเดียวที่เกิดขึ้นคือรังสีแอลฟา(นิวเคลียสของธาตุฮีเลียม) ซึ่งกำบังง่ายมากด้วยกระดาษแผ่นเดียวก็เอาอยู่
หลังจากนั้นก็จะทำการหน่วงอะตอมฮีเลียมและพลาสม่าของไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นไว้ในบริเวณแท่งเชื้อเพลิงด้วยสนามแม่เหล็ก
โดยใช้เลเซอร์อีกลำยิงใส่ Capacitive coil ทั้งนี้จุดประสงค์เพื่อเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ภายในแท่งเชื้อเพลิง
จากนั้นเหล่าอะตอมฮีเลียมที่หลุดจากบริเวณแท่งเชื้อเพลิงก็จะวิ่งไปชนผนังเตาปฏิกรณ์ ที่ซึ่งเราจะใช้ในการเก็บเกี่ยวพลังงานไฟฟ้าจากประจุบวกของอะตอมฮีเลียมเหล่านี้นั่นเอง
ภาพแสดงส่วนประกอบเตาปฏิกรณ์อ่ย่างง่าย แต่จริง ๆ ไม่ง่ายขนาดนี้เพราะต้องมีอุปกรณ์สร้างเลเซอร์ และอุปกรณ์อื่น ๆ อีก
โดยการควบคุมปฏิกิริยาและอัตราการผลิตพลังงานไฟฟ้าก็ด้วยการปรับความถี่ของแสงเลเซอร์ที่ยิงกระตุ้น
ซึ่งทาง HB11 ประเมินว่าแท่งเชื้อเพลิง Boron-11 หนักเพียง 14 มิลลิกรัมนั้นสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ 277 หน่วย ซึ่งเพียงพอให้บ้านที่ไม่มีแอร์ใช้งานได้เป็นเดือน
ซึ่งถ้าเตาแบบนี้พัฒนาได้สำเร็จ จะเป็นการปฏิวัติพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชั่นได้เลย เพราะไม่มีความร้อนมหาศาลหรือรังสีอันตรายเกิดขึ้นให้เราต้องจัดการ
เชื้อเพลิงก็คือไฮโดรเจนและโบรอนซึ่งเป็นธาตุที่ไม่ได้หายากแต่อย่างใด
แถมอัตราการให้พลังงานออกมายังสูงกว่ากว่าพลังงานที่ต้องใส่เข้าไปเพื่อเริ่มปฏิกิริยาและคงปฏิกิริยาอย่างมาก
และเตาแบบนี้ยังสามารถย่อขนาดให้มีขนาดเล็กเพื่อใช้งานในบ้านเรือนก็ได้
ต้นทุนการสร้างเตาก็ไม่สูงเท่าทุกรูปแบบที่กำลังวิจัยกันอยู่ในปัจจุบัน (อย่างเตา ITER นี่ใช้งบ 600,000 ล้านบาท)
โห นับข้อดีได้กี่ข้อแล้วเนี้ย?? 😁
แต่ก็อย่าเพิ่งตื่นเต้นดีใจกันไป เพราะโครงการนี้ยังค่อนข้างเป็นวุ้นอยู่ครับ ยังมีประเด็นทางเทคนิค และปัญหาที่ต้องแก้กันอีกเยอะ เช่น
- การพัฒนากรงแม่เหล็กที่ใช้กักพลาสม่า
- การควบคุมคุณภาพของเลเซอร์ที่ต้องการความละเอียดและแม่นยำสูงมาก
- การพัฒนาเลเซอร์ PW-ps ที่มี CONTRAST RATIO สูงมาก ๆ เพื่อลดการสะท้อนที่ทำให้เกิด Blue shift effect ซึ่งจะลดโอกาสการดูดซับพลังงานของอะตอมไฮโดรเจนและทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ลดลง
กล่าวโดยสรุป คือเราเอาอะตอมไฮโดรเจนเป็นลูกดอกปาเป้าโดยมีเป้าหมายคืออะตอมของธาตุโบรอนนั่นเอง เข้าเป้ารัว ๆ ก็ได้เฮ
ถ้าทำสำเร็จมันจะเป็นการพลิกโฉมหน้าวงการพลังงานโลกอย่างแท้จริง 😔😉👍
Source:
- 29
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
