โดย ยาเซมิน เซ็กซี่บาคาร่าสะพลาโคกลู เผยแพร่ 25 มิถุนายน 2018หมายเหตุบรรณาธิการ: เรื่องนี้ได้รับการอัปเดตเวลา 17:50 น. อี.ดี.ที.เรื่องตลกที่กําลังดําเนินอยู่ในโลแห่งฟิสิกส์คือพลังงานฟิวชั่นที่มีศักยภาพในเชิงพาณิชย์นั้นใกล้เข้ามาแล้ว — 30 ปีแล้ว — เป็นเวลาแปดทศวรรษที่ผ่านมา ตอนนี้ Agni Energy Inc. สตาร์ทอัพรายใหม่ในวอชิงตันมีแผนสําหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่ บริษัท กล่าวว่าอาจอยู่ใกล้กว่า “แค่ขอบฟ้า”
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีอยู่ใช้กระบวนการที่เรียกว่าฟิชชันซึ่งปล่อยพลังงานโดยการแยกอะตอม
ออกจากกัน แต่ฟิชชันสร้างผลพลอยได้จากกัมมันตภาพรังสีที่ต้องรวบรวมและจัดเก็บ ฟิวชั่นตรงกันข้ามกับฟิชชันหมายถึงการรวมสิ่งต่าง ๆ เข้าด้วยกัน – ในกรณีนี้อะตอม เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นกระแทกอะตอมเข้าด้วยกันและปล่อยพลังงานออกมา แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถสร้างเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่มีประโยชน์ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่สร้างพลังงานได้มากกว่าที่ใส่เข้าไป หากนักวิทยาศาสตร์เคยไปถึง “ขอบฟ้า” ของพลังงานฟิวชั่นเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้จะสร้างพลังงานมากกว่าฟิชชันโดยไม่มีผลพลอยได้ที่เป็นอันตราย ท้ายที่สุดกระบวนการนี้เป็นสิ่งที่ขับเคลื่อนดวงอาทิตย์เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นส่วนใหญ่ใช้หนึ่งในสองวิธี: พวกมันให้ความร้อนพลาสมา (ก๊าซที่มีไอออน) จนถึงอุณหภูมิที่สูงเกินไปโดยใช้ลําแสงเลเซอร์หรือไอออนหรือบีบพลาสมาด้วยแม่เหล็กให้มีความหนาแน่นสูงมาก [6 ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ใต้ดินสุดเจ๋ง]
แต่ทั้งสองวิธีเต็มไปด้วยปัญหา คานต้องการพลังงานจํานวนมากเข้าสู่ระบบ Demitri Hopkins หัวหน้าเจ้าหน้าที่วิทยาศาสตร์ของ Agni Energy Inc กล่าว ด้วยแม่เหล็กถ้าคุณเพิ่มพลังให้กับพลาสมาคุณอาจไม่รักษาอะตอมให้คงที่พอที่จะมีพลังงานทั้งหมด
ความคิดที่ถูกลืมวิธีการใหม่นี้จะใช้ทั้งสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเพื่อสร้างอุปกรณ์ฟิวชั่นแบบไฮบริด สิ่งที่เรียกว่า “ฟิวชั่นเป้าหมายลําแสง” นี้ไม่ได้พยายามหลอมรวมอะตอมจากแหล่งเดียว ค่อนข้างจะกระทบกับลําแสงของอะตอมกับเป้าหมายที่เป็นของแข็ง – และอะตอมจากลําแสงจะหลอมรวมกับอะตอมจากเป้าหมาย ลําแสงไอออนในวิธีการนี้ประกอบด้วยดิวเทอเรียมหรือไอออนไฮโดรเจนหนักที่มีนิวตรอนหนึ่งตัวและเป้าหมายประกอบด้วยไอออนไตรเทียมซึ่งเป็นไฮโดรเจนหนักที่มีนิวตรอนสองตัว วิธีการนี้ใช้ไฮโดรเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่เบาที่สุดเพราะในการหลอมรวมองค์ประกอบที่เบาที่สุดจะผลิตพลังงานมากที่สุดตามรายงานของฮอปกินส์
เลนส์แม่เหล็กจะรักษาเสถียรภาพและกระตุ้นอะตอมในลําแสงไอออนและเมื่อลําแสงกระทบเป้าหมาย
อะตอมไฮโดรเจนทั้งสองประเภทจะรวมเข้าด้วยกันและปล่อยนิวตรอนพลังงานสูงซึ่งสามารถใช้เพื่อให้ความร้อนกับน้ําหรือกังหันไอน้ําได้ ฟิวชั่นนี้ยังสร้างฮีเลียมปลอดสารพิษและแหล่งเชื้อเพลิงดั้งเดิมเล็กน้อยคือไตรเทียมซึ่งมีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อย แต่สามารถนํากลับมาใช้ใหม่เป็นเชื้อเพลิงได้ Hopkins กล่าว
แนวคิดฟิวชั่นแบบลําแสงสู่เป้าหมายนี้ถูกเสนอครั้งแรกในทศวรรษที่ 1930 และ “คิดว่าไม่น่าเชื่อถือ” เนื่องจากใช้พลังงานมากกว่าที่สร้างขึ้น Hopkins กล่าว “เดิมทีสิ่งนี้ถูกทิ้งให้เป็นเส้นทางสู่พลังงานฟิวชั่นเพราะมันแผ่พลังงานออกมามาก [ซึ่งไม่สามารถใช้งานได้] มันกระจายมากเกินไปเมื่อมันกระทบเป้าหมาย” ฮอปกินส์บอกกับ Live Science “พลังงานมากเกินไปจะหายไปแบบนั้น และนั่นเป็นจุดจบของ [ความคิด]”
กระเจิงน้อยลงอย่างไรก็ตามทีมที่อยู่เบื้องหลังแนวทางใหม่กล่าวว่ามันสามารถปรับแต่งอะตอมได้ทั้งในเป้าหมายและลําแสงโดยการเล่นกับโพลาไรซ์สปินหรือการวางแนวของการหมุนของพวกเขา (แนวคิดพื้นฐานที่หมายถึงวิธีที่อนุภาคหมุน) นักวิจัยสามารถเอาชนะสิ่งที่เรียกว่าคูลอมบ์อุปสรรคหรือกองกําลังที่ขับไล่อะตอมที่อยู่ใกล้กันมากเกินไปฮอปกินส์กล่าว ที่ช่วยลดขอบเขตที่อะตอมกระจายตัวเพิ่มพลังงานที่เก็บรวบรวม [5 สิ่งในชีวิตประจําวันที่เป็นกัมมันตภาพรังสี]
ฮอปกินส์และเพื่อนนักเรียนมัธยมปลาย Forrest Betton และ Eric Thomas ได้ออกแบบโมเดลเดสก์ท็อปขนาดเล็กในปี 2011 และพบว่าโพลาไรเซชันแบบหมุนเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานด้วยขนาดสองระดับอย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อว่าโครงการนี้จะขยายขนาดเกินกว่าโมเดลเดสก์ท็อปนั้น
”ในขณะที่ระบบดังกล่าวสามารถสร้างปฏิกิริยาฟิวชั่นในระดับต่ําได้ การได้รับพลังงานมากกว่าสิ่งที่คุณใส่เข้าไปนั้นสิ้นหวังด้วยเหตุผลพื้นฐานที่ค่อนข้างดี” โดนัลด์ สปอง นักฟิสิกส์พลาสมาที่ทํางานเกี่ยวกับปฏิกิริยาฟิวชั่นที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ในรัฐเทนเนสซีบอกกับ Live Science ในอีเมลเซ็กซี่บาคาร่า
