- General Fusion บรรลุอุณหภูมิอิเล็กตรอนเกิน 1 keV ใน Lawson Machine 26
- บริษัทใช้เทคโนโลยี Magnetized Target Fusion ไม่ต้องการแม่เหล็กนำไฟฟ้าซูเปอร์คอนดักเตอร์หรือเลเซอร์กำลังสูง
- วิศวกรร่วมมือกับ UK Atomic Energy Authority เพื่อแก้ไขความท้าทายในการวัดอุณหภูมิพลาสมา
- ความก้าวหน้านี้จะขับเคลื่อนการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันเชิงพาณิชย์ และอาจนำไปสู่การสร้างโรงทดลองในอนาคต
นักวิทยาศาสตร์ได้ทำให้พลาสมาที่ถูกขังไว้ร้อนขึ้นจนเกิน 12 ล้านองศาเซลเซียส (21.6 ล้านองศาฟาเรนไฮต์) จุดสิ้นคืนนี้ข้ามเกณฑ์สำคัญของพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันเชิงพาณิชย์ เกณฑ์นี้ได้รับการบรรลุโดยบริษัทเทคโนโลยีแคนาดา General Fusion ภายในต้นแบบทดลอง Lawson Machine 26 (LM26) อุปกรณ์นี้ทำให้อุณหภูมิอิเล็กตรอนถึง 1.1 กิโลอิเล็กตรอนโวลต์ (keV) ก่อนจะถึงจุดอัดสูงสุด ในฟิสิกส์นิวเคลียร์ฟิวชัน การเกิน 1 keV เป็นจุดสิ้นคืนที่ได้รับการยอมรับระดับนานาชาติ
ทั่วโลกมีเพียงไม่กี่โรงทดลองนิวเคลียร์ฟิวชันที่เคยบรรลุเกณฑ์นี้ "General Fusion มีบันทึกจุดสิ้นคืนอุตสาหกรรมเป็นเวลาสองทศวรรษในด้าน Magnetized Target Fusion โดยมีการสนับสนุนจากวรรณกรรมวิทยาศาสตร์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อนร่วมงานจำนวนมาก" Greg Twinney ประธานเจ้าหน้าที่บริหารของ General Fusion กล่าว "เราสร้าง LM26 เพื่อบรรลุจุดสิ้นคืนทางเทคนิคที่สำคัญ ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถสร้างโรงงานประเภทแรกได้ภายในทศวรรษหน้า และก้าวต่อไปบนเส้นทางนี้"
วิธีการทางกลใหม่สำหรับนิวเคลียร์ฟิวชัน
เทคโนโลยีนวัตกรรมของ General Fusion
จนถึงปัจจุบัน ทุกห้องทดลองที่บรรลุเกณฑ์นี้ใช้แม่เหล็กนำไฟฟ้าซูเปอร์คอนดักเตอร์ขนาดใหญ่หรือเลเซอร์กำลังสูง General Fusion เลือกเส้นทางที่ต่างออกไป บริษัทใช้วิธีการทางกลที่เรียกว่า Magnetized Target Fusion (MTF) นี่คืออุปกรณ์แรกในประวัติศาสตร์ที่ใช้อัดทางกายภาพความเร็วต่ำเพื่อบรรลุอุณหภูมินี้ โครงการนิวเคลียร์ฟิวชันสมัยใหม่ส่วนใหญ่พึ่งพาสภาพแวดล้อมสุดขั้ว บางโครงการยิงเลเซอร์ยักษ์ไปที่เม็ดเชื้อเพลิงในเวลาเพียงไม่กี่นาโนวินาที ส่วนอื่นขังพลาสมาไว้ในกรงแม่เหล็กที่ซับซ้อน ในทางตรงข้าม General Fusion ฉีดพลาสมาที่ถูกขังด้วยแม่เหล็กเข้าไปในห้อง และใช้อัดด้วยผนังโลหะแข็งที่หดตัวภายในไม่กี่มิลลิวินาที
การอัดเชื้อเพลิงด้วยวิธีการทางกลหลีกเลี่ยงความจำเป็นต้องใช้วัสดุหายากและเปราะบาง โรงงานเชิงพาณิชย์จะใช้ชั้นกันน้ำเหลวที่ไหลเวียน ชั้นนี้สามารถดูดซับรังสีนิวตรอนที่เป็นอันตรายและความร้อนรุนแรงได้ ผลคือวิศวกรสามารถสร้างเครื่องปฏิกรณ์ด้วยโลหะอุตสาหกรรมทั่วไป
การเอาชนะความท้าทายในการวินิจฉัย
ความร่วมมือเพื่อเอาชนะความท้าทายทางเทคนิค
การพิสูจน์อุณหภูมิของปฏิกิริยาต้องการการตั้งค่าการวินิจฉัยที่แม่นยำ พลาสมาอยู่ภายในเสื้อโลหะที่กำลังพังทลายลง เนื่องจากการล้อมรอบที่แน่นหนานี้ การวัดแก่นโดยไม่รบกวนปฏิกิริยาเป็นอุปสรรคทางเทคนิคที่สำคัญ เพื่อแก้ปัญหานี้ วิศวกรจึงร่วมมือกับ UK Atomic Energy Authority (UKAEA) ห้องปฏิบัติการแห่งชาติของสหราชอาณาจักรดำเนินการสถานที่นิวเคลียร์ฟิวชันหลักที่ Culham ทีมร่วมมือได้ปรับใช้ Thomson scattering ซึ่งเป็นวิธีการวินิจฉัยมาตรฐานทองคำ โดยยิงที่ลำแสงเลเซอร์ผ่านพลาสมา ด้วยการวัดว่าแสงกระจายอย่างไรบนอนุภาคพลังงานสูง นักวิจัยสามารถคำนวณอุณหภูมิได้ด้วยความแม่นยำสูง
ฮาร์ดแวร์การวินิจฉัยพึ่งพาโมโนโครเมเตอร์แบบกำหนดเองที่สร้างขึ้นที่ Diagnostic Innovation Centre of Excellence ใน Culham ข้อมูลทดสอบได้รับการเผยแพร่บนพอร์ทัลของบริษัทแล้ว และส่งไปยังวารสารวิชาการเพื่อตรวจสอบโดยเพื่อนร่วมงาน
การแข่งขันนิวเคลียร์ฟิวชันระดับนานาชาติ
ตอบสนองความต้องการไฟฟ้าระดับโลก
ความก้าวหน้านี้เกิดขึ้นในขณะที่ระดับนานาชาติแข่งขันกันเพื่อจัดหาไฟฟ้าที่ไม่มีที่สิ้นสุดและคาร์บอนต่ำ เพื่อตอบสนองเครือข่ายไฟฟ้าที่เผชิญความต้องการที่ไม่มีวันสิ้นสุด บริษัทที่ตั้งอยู่ที่แวนคูเวอร์ได้รับการสนับสนุนจาก Strategic Innovation Fund ของแคนาดา และได้รับคำปรึกษาจากบริษัท General Atomics ของสหรัฐอเมริกา ช่างเทคนิคได้เริ่มปรับปรุงเครื่อง LM26 แล้ว วิศวกรกำลังปรับปรุงระบบอัดของอุปกรณ์เพื่อเป้าหมายที่ 10 keV หรือประมาณ 100 ล้านองศาเซลเซียส จุดสิ้นคืนนี้จะช่วยให้บรรลุเกณฑ์ Lawson สมดุลของความร้อน ความหนาแน่น และเวลาขังที่จำเป็นสำหรับการผลิตไฟฟ้าสุทธิ
หากจุดสิ้นคืนทางวิศวกรรมเหล่านี้บรรลุได้ General Fusion คาดการณ์ว่าจะสร้างโรงทดลองเชื่อมต่อกริดปฏิบัติการแรกราวๆ ปี 2035
รายการ ข้อกำหนด อุณหภูมิที่บรรลุ เกิน 12 ล้านองศาเซลเซียส อุณหภูมิอิเล็กตรอน 1.1 keV เป้าหมายระบบอัด 10 keV
มุมมองอนาคตของพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันเชิงพาณิชย์
ความก้าวหน้าที่สำคัญของ General Fusion เป็นจุดเปลี่ยนของเทคโนโลยีนิวเคลียร์ฟิวชัน โดยเฉพาะการบรรลุพลาสมาอุณหภูมิสูงโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์แบบดั้งเดิมที่มีต้นทุนสูง นี่ไม่เพียงแสดงศักยภาพของบริษัทในด้านนวัตกรรมเทคโนโลยี แต่ยังสะท้อนความต้องการที่เร่งด่วนของโลกต่อพลังงานที่ยั่งยืน ด้วยการปรับปรุง LM26 และแผนโรงทดลองในอนาคต นี่อาจกลายเป็นขั้นตอนสำคัญของการค้าส่งนิวเคลียร์ฟิวชัน ซึ่งมีความหมายลึกซึ้งต่อการแก้ไขวิกฤตพลังงานและการลดการปล่อยคาร์บอน