จีนเปิดเผยแบบเครื่อง HL-4 เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันเป็นครั้งแรก มุ่งสู่การเดินเครื่องแบบเสถียรภาพ

จีนเปิดเผยแบบร่างและภาพจำลองแนวคิดของเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันรุ่นใหม่เป็นครั้งแรกเมื่อเร็ว ๆ นี้ โดยนำเสนอในงาน Shanghai Fusion Energy Conference ปี 2026 เตาปฏิกรณ์โทคาแมค (tokamak) ที่มีชื่อว่า HL-4 นี้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้กระบวนการฟิวชันนิวเคลียร์เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ เพื่อทำให้กระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นบนโลก เตาปฏิกรณ์โทคาแมคใช้สนามแม่เหล็กรูปวงแหวนในการกักและบิดเบือนพลาสมาที่ร้อนจัด การเคลื่อนที่นี้ทำให้เตาปฏิกรณ์ได้ชื่อว่า "หวนเหวี่ยง" ซึ่งหมายถึง "การไหลเวียน" หรือ "การไหลในลักษณะวงแหวน" จีนมีประวัติศาสตร์ในการสำรวจเทคโนโลยีนี้มากว่า 50 ปี โดยตั้งแต่ทศวรรษ 1980 สถาบันฟิสิกส์ตะวันตกเฉียงใต้ (Southwestern Institute of Physics - SWIP) ในเฉิงตูเป็นผู้นำการออกแบบตระกูล HL ตั้งแต่ HL-1 ถึง HL-4

แม้ว่า HL-3 จะสามารถจำลองฟิสิกส์แกนกลางของเตาปฏิกรณ์ที่มีการเผาไหม้จริงได้ แต่เครื่องนี้พึ่งพาขดลวดทองแดงแบบดั้งเดิม เนื่องจากแม่เหล็กทองแดงมีแนวโน้มร้อนเกินไป เครื่องจึงไม่สามารถเดินเครื่องอย่างต่อเนื่องได้ ตามรายงานของ Nuclear Engineering International

ลักษณะสำคัญของ HL-4

โรงงาน HL-4 แห่งใหม่ซึ่งกำลังก่อสร้างอยู่ในเซี่ยงไฮ้ มีเป้าหมายเพื่อแก้ไขข้อจำกัดด้านการเดินเครื่องนี้ ภารกิจหลักคือการทำให้เกิดการเดินเครื่องแบบเสถียรภาพ ซึ่งหมายความว่าสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ร้อนเกินไป โดยจะเป็นแพลตฟอร์มทดลองการเผาไหม้แบบเสถียรภาพด้วยสนามแม่เหล็กสูงและตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงแห่งแรกของโลก วิศวกรของ China Fusion Energy ระบุถึงข้อได้เปรียบหลักสามประการที่ผลักดันโครงการนี้ ประการแรกคือแม่เหล็กตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงทั้งหมด ซึ่งสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้ 25 Tesla สนามแม่เหล็กที่ทรงพลังนี้ช่วยรักษาเสถียรภาพของพลาสมา พร้อมทั้งลดขนาดโดยรวมของเตาปฏิกรณ์ จึงช่วยเร่งรอบการทำซ้ำทางเทคโนโลยี

ประการที่สอง โรงงานแห่งนี้บูรณาการเทคโนโลยีการปฏิบัติการอัจฉริยะที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์ เพื่อบริหารจัดการสมรรถนะของเตาปฏิกรณ์ ประการที่สาม สนามแม่เหล็กที่ทรงพลังทำให้นักฟิสิกส์สามารถศึกษาพฤติกรรมของพลาสมาภายใต้สภาวะที่ไม่สามารถเข้าถึงได้มาก่อน

การสร้างระบบแม่เหล็กที่ทรงพลังเช่นนี้เผชิญกับความท้าทายทางวิศวกรรมอย่างมหาศาล โดยขณะนี้ทีมงานกำลังดำเนินการพัฒนากระบวนการเบื้องต้นในภาคสนามเพื่อรักษาความคืบหน้าของการก่อสร้าง นักวิจัยมีแผนที่จะย้ายไปยังโรงงานที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะในเซี่ยงไฮ้ในปีหน้า ตามรายงานของสื่อสาธารณะของจีนอย่าง CGTN ระบุว่า "ภายในเดือนมิถุนายนปีหน้า ทีมวิจัยและพัฒนาจะย้ายเข้าสู่โรงงานขนาดใหญ่แห่งใหม่ที่มีความยาว 500 เมตร ซึ่งจะเริ่มทำการผลิตและทดสอบแม่เหล็กในระดับเต็มกำลัง" พร้อมทั้งระบุว่าเป้าหมายของโครงการคือการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของแม่เหล็กตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงภายใต้สภาวะฟิวชันที่ซับซ้อน

เส้นทางการพัฒนาในอนาคตของโครงการ

นักวิทยาศาสตร์มองโครงการนี้ว่าเป็นรากฐานสำคัญ ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เป้าหมายปัจจุบันคือการพิสูจน์ว่าแม่เหล็กตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะฟิวชันที่ซับซ้อน โดยสาระสำคัญ HL-4 ทำหน้าที่เป็นเครื่องตรวจสอบทางวิศวกรรมขนาดย่อม ทีมงานภายในประเทศของจีนกำลังสำรวจเส้นทางทางเทคโนโลยีหลายสายเพื่อบรรลุฟิวชัน แต่แนวทางการพัฒนาโดยรวมเป็นไปตามลำดับหลายขั้นตอนที่ชัดเจน เมื่อวิศวกรตรวจสอบปัญหาทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมหลักผ่าน HL-4 แล้ว แผนการนี้จะก้าวไปสู่การสร้างเตาปฏิกรณ์ต้นแบบ เพื่อตรวจสอบเทคโนโลยีในเชิงพาณิชย์ "ขั้นต่อไปคือเตาปฏิกรณ์ต้นแบบ ซึ่งเป็นการแสดงผลที่ตรวจสอบแล้วในเชิงพาณิชย์

และหลังจากนั้นเท่านั้น เราจึงจะก้าวเข้าสู่ขั้นตอนเตาปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์" Chen Zhe รองผู้อำนวยการฝ่ายออกแบบของ China Fusion Energy สรุป

ความสำคัญของ HL-4 ต่อการวิจัยนิวเคลียร์ฟิวชันของจีน

การพัฒนา HL-4 ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญของจีนด้านเทคโนโลยีนิวเคลียร์ฟิวชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการประยุกต์ใช้แม่เหล็กตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง ซึ่งไม่เพียงช่วยยกระดับเสถียรภาพของพลาสมา แต่ยังส่งเสริมการทำซ้ำทางเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว ผ่านโครงการนี้ จีนหวังที่จะมีตำแหน่งสำคัญในการวิจัยนิวเคลียร์ฟิวชันระดับโลก และวางรากฐานสำหรับเตาปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ในอนาคต เมื่อเทคโนโลยีมีความสมบูรณ์มากขึ้น แผนการนิวเคลียร์ฟิวชันของจีนอาจส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อภูมิทัศน์พลังงานของโลก