พลังแห่งการหลอมรวมเป็นความฝันอันยิ่งใหญ่ของนักวิทยาศาสตร์นักสิ่งแวดล้อมและนักอนาคต ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์พยายามหาวิธีสร้างปฏิกิริยาฟิวชั่นแบบยั่งยืนซึ่งจะช่วยให้มนุษย์มีพลังงานที่สะอาดและอุดมสมบูรณ์ซึ่งจะทำลายการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและวิธีการที่ไม่สะอาดอื่น ๆ
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีความก้าวหน้าในเชิงบวกมากมายที่นำพา“ ยุคแห่งการหลอมรวม” เข้าใกล้ความเป็นจริง ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานกับ Tokamak Advanced Econ ตัวนำยิ่งยวดสำหรับทดลอง (EAST) - aka “ ดวงอาทิตย์เทียมจีน” - สร้างสถิติใหม่โดยกลุ่มเมฆพลาสมาไฮโดรเจนที่ร้อนจัดเป็นกว่า 100 ล้านองศาซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ร้อนกว่าดวงอาทิตย์ถึง 6 เท่า!
ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์มีความสามารถในการหลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนเพื่อผลิตพลังงานบล็อกสะดุดได้เสมอถึงสิ่งที่เรียกว่า "จุดคุ้มทุน" นี่คือที่พลังงานที่ผลิตโดยปฏิกิริยาฟิวชั่นแบบยั่งยืนด้วยตนเองเท่ากับพลังงานที่จำเป็นในการเริ่มต้น และในขณะที่เรายังไม่ถึงจุดนี้นักวิทยาศาสตร์ก็เข้ามาใกล้ตลอดเวลา
ปัจจุบันวิธีการที่ได้รับความนิยมสูงสุดสองวิธีในการผลิตพลังงานฟิวชั่นคือวิธีการกักกันเฉื่อยและเครื่องปฏิกรณ์โตกามาค ในกรณีก่อนหน้านี้มีการใช้เลเซอร์เพื่อหลอมเม็ดดิวทีเรียม (H²หรือ“ ไฮโดรเจนหนัก”) เพื่อสร้างปฏิกิริยาฟิวชั่น ในขั้นตอนหลังกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับห้องกักกันรูปทรงพรูที่ใช้สนามแม่เหล็กและกระแสภายในเพื่อ จำกัด พลาสมาพลังงานสูง
ด้วยการให้ความร้อนแก่พลาสมาในระดับสูงและคงความคงตัวไว้สามารถสร้างปฏิกิริยาฟิวชั่นที่ยั่งยืนได้ด้วยตนเอง ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์ tokamak อื่น ๆ พึ่งพาขดลวดแม่เหล็กเพื่อรักษาพลาสมา torus ให้คงที่เครื่องปฏิกรณ์ EAST ของจีนอาศัยสนามแม่เหล็กที่ผลิตโดยพลาสมาเคลื่อนที่เพื่อรักษาทอรัสในการตรวจสอบ ทำให้มีความเสถียรน้อยลง แต่ช่วยให้นักฟิสิกส์เพิ่มระดับความร้อน
หลังจากแคมเปญสี่เดือนที่ยาวนานทีมวิทยาศาสตร์ EAST สามารถรวมพลังงานความร้อนสี่ประเภทเพื่อให้ได้สถิติอุณหภูมิใหม่ สิ่งเหล่านี้รวมถึงการให้ความร้อนด้วยคลื่นลูกผสมที่ต่ำกว่าการให้ความร้อนด้วยคลื่นอิเล็กตรอนไซโคลตรอนการให้ความร้อนด้วยคลื่นเสียงไซโคลตรอนไอออน ด้วยวิธีการรวมกันเหล่านี้โปรไฟล์ความหนาแน่นกระแสพลาสมาได้รับการปรับให้เหมาะสม
เมื่อทีมวิทยาศาสตร์จัดการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อของเทคนิคการให้ความร้อนที่แตกต่างกันทั้งสี่พวกเขาสามารถสร้างเมฆของอนุภาคที่มีประจุซึ่งบรรจุอิเล็กตรอนให้ความร้อนถึง 100 ล้าน° C พวกเขายังเกินระดับการฉีดพลังงาน 10 เมกะวัตต์ (MW) และเพิ่มพลาสม่าพลังงานที่เก็บไว้เป็น 300 กิโลจูลส์ (kJ)
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ที่ CASHIPS ได้รายงานถึงเหตุการณ์สำคัญ ในปี 2559 ทีมประกาศว่าพวกเขาผลิตก๊าซไฮโดรเจนซึ่งร้อนกว่าแกนกลางของดวงอาทิตย์ถึงสามเท่า (ประมาณ 50 ล้าน° C; 90 ล้าน° F) และสามารถรักษาอุณหภูมินี้ได้เป็นประวัติการณ์ 102 วินาที
ด้วยการทดลองล่าสุดนี้ทีม EAST ไม่เพียง แต่เพิ่มอุณหภูมิพลาสมาพลาสมาสองเท่า (สร้างสถิติใหม่) พวกเขายังสามารถแก้ไขปัญหาต่าง ๆ ที่มีความสำคัญต่อการดำเนินงานของรัฐอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่นพวกเขาแก้ไขการกักตัวของอนุภาคและพลังงานไอเสียเวลาที่เหมาะสมเพื่อรักษาปฏิกิริยาฟิวชั่นที่ยั่งยืน
การทดลองยังให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับการตรวจสอบความร้อนไอเสียการขนส่งและไดรฟ์รุ่นปัจจุบันซึ่งทั้งหมดนี้จะมีความสำคัญต่อการรับรู้โครงการฟิวชั่นที่สำคัญหลายแห่ง เหล่านี้รวมถึงเครื่องปฏิกรณ์ทดลองทางความร้อนระหว่างประเทศ (ITER), เครื่องปฏิกรณ์ทดสอบวิศวกรรมฟิวชั่นของจีน (CFETR) และสถานีพลังงาน DEMOnstration (DEMO)
EAST เดิมสร้างขึ้นในปี 2549 ได้กลายเป็นศูนย์ทดสอบที่เปิดกว้างซึ่งช่วยให้ชุมชนวิทยาศาสตร์ทั่วโลกสามารถดำเนินงานด้านมั่นคงและการวิจัยทางฟิสิกส์ และเนื่องจากทีม EAST สามารถสร้างสภาพอุณหภูมิได้ดีเกินกว่าดวงอาทิตย์อีกครั้งชื่อเล่น“ อาทิตย์เทียมจีน” ดูเหมือนจะไม่ยืดเลย!
ยุคแห่งพลังงานสะอาดกำลังใกล้เข้ามาและไม่ช้าเกินไป!
