พลังงานฟิวชั่น

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

พลังงานฟิวชัน (อังกฤษ: Fusion power) คือพลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ปฏิกิริยาชนิดนี้เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอมธาตุเบาหลอมตัวเข้าด้วยกัน และได้นิวเคลียสที่หนักกว่าเดิมและมีเสถียรภาพมากขึ้น มวลของธาตุเบาที่รวมกันจะหายไปเล็กน้อยซึ่งส่วนที่หายไปนั้นเองได้เปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานตามสมการ E = mc2 กระบวนการนี้ได้ปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา

พลังงานจากดวงอาทิตย์ที่แผ่ออกไปในระบบสุริยะเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ชนิดนี้ ซึ่งต้องอาศัยความร้อนที่อุณหภูมิสูงนับล้านองศาเซลเซียส และมาจากการรวมนิวเคลียสของไฮโดรเจน 2 อะตอม ได้เป็นฮีเลียม 1 อะตอม โดยเกิดขึ้นบริเวณแกนกลางของดวงอาทิต

มนุษย์พยายามที่จะสร้างพลังงานนี้โดยการรวมไฮโดรเจน 2 อะตอม (ดิวเทอเรียมกับทริเทียม)เป็นฮีเลียม 1 อะตอม โดยพลังงานต่อมวลของปฏิกิริยานี้มากกว่ากระบวนการฟิชชันมาก อีกทั้งผลิตผลจากปฏิกิริยานี้จะไม่เป็นสารกัมมันตรังสี

การทดลองที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันคือการทดลองที่ Joint European Torus (JET) ปี ค.ศ. 1997 JET ได้สร้างพลังงานฟิวชั่นขึ้นได้ขนาด 16.1 เมกกะวัตต์ (65% ของพลังงานที่ใส่เข้าไป) โดยที่สามารถรักษาระดับพลังงานฟิวชั่นสูงกว่า 10 เมกกะวัตต์ได้นานกว่า 0.5 วินาที

ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นนั้นเกิดขึ้นเมื่อนิวเคลียสของอะตอมสองตัวหรือมากกว่า เข้ามาใกล้กันมากพอจนทำให้ แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม (Strong interaction) ดึงมันเข้าด้วยกัน มากกว่าที่ แรงแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic interaction) จะผลักมันออกจากกัน ทำให้นิวเคลียสรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสที่ใหญ่กว่า และการรวมตัวนี้จะปลดปล่อยพลังงานออกมาหากนิวเคลียสเป็นนิวเคลียสที่เบากว่า Iron-56 (หากเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า Iron-56 จะต้องแยกนิวเคลียสออกจากกันเพื่อปลดปล่อยพลังงาน เรียกกว่าปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิชชั่น)

แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม นั้นมีผลในระยะทางที่สั้นมากๆ (ระดับ Femtometre) ในขณะที่แรงแม่เหล็กไฟฟ้ามีผลในระยะที่ไกลกว่า ในการที่จะเกิดฟิวชั่นได้อะตอมที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงต้องได้รับพลังงานจลน์มากพอที่จะก้าวข้าม  Coulomb barrier วิธีที่จะได้พลังงานจลน์มากพอเช่น เครื่องเร่งอนุภาคหรือการให้ความร้อนจนอุณหภูมิสูง

ดูเพิ่ม[แก้]