“เอนก” รมว.การอุดมศึกษาฯ เปิด “ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์” พลังงานสะอาดแห่งอนาคตเพื่อคนไทย เครื่องแรกในอาเซียน

“เอนก” รมว.การอุดมศึกษาฯ เปิด “ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์” พลังงานสะอาดแห่งอนาคตเพื่อคนไทย เครื่องแรกของอาเซียน เตรียมส่งออกพลังงานสร้างรายได้ให้ประเทศ พร้อมหนุนสทน.วิจัยพัฒนาการใช้ประโยชน์จากพลังงานฟิวชันและพัฒนานักวิทยาศาสตร์รองรับการพัฒนาแหล่งพลังงานใหม่

เมื่อวันที่ 18 ก.พ.  ศ.(พิเศษ) ดร.เอนก เหล่าธรรมทัศน์ รมว.การอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) เป็นประธานในพิธีเปิดโครงการพัฒนาเครื่องโทคาแมคเครื่องแรกของประเทศไทย “ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์” พลังงานสะอาดแห่งอนาคตเพื่อคนไทย โดยมี นายอำพล อังคภากรณ์กุล ผู้ว่าราชการจังหวัดนครนายก ศ.นพ.สิริฤกษ์ ทรงศิวิไล ปลัด อว. รศ.ดร.ธวัชชัย  อ่อนจันทร์ ผอ.สทน.ผู้บริหาร อว. และหัวหน้าส่วนราชการ อ.องครักษ์ เข้าร่วม ที่สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สทน. อ.องครักษ์ จ.นครนายก

ศ.(พิเศษ) ดร.เอนก กล่าวว่า ไทยเป็นประเทศที่มีศักยภาพสูงที่จะดีดตัวเองออกจากประเทศรายได้ปานกลางไปสู่ประเทศพัฒนาแล้วภายใน 20 ปีข้างหน้า เรากำลังเดินตามญี่ปุ่น จีน เกาหลี ไม่ใช่ชาติตะวันตก และส่วนหนึ่งของการพัฒนาที่สำคัญ คือ ด้านพลังงาน เราต้องมีพลังงานพอเพียง สะอาดและปลอดภัย เช่น พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน  ซึ่งเหมือนกับพลังงานที่เกิดบนดวงอาทิตย์ และเวลานี้ อว. โดย สทน. กำลังจะสร้างพลังงานแบบเดียวกับดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรกของไทยที่ จ.นครนายก ชื่อว่า เครื่องโทคาแมค หรือ “ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์” พลังงานสะอาดแห่งอนาคตเพื่อคนไทย

รมว.อว.กล่าวต่อว่า ใครจะเชื่อว่าไทยจะสามารถทำเรื่องนี้ได้เป็นประเทศแรกในอาเซียน และเป็นหนึ่งในไม่กี่ประเทศในโลกที่สามารถสร้างดวงอาทิตย์ประดิษฐ์หุ้มความร้อนด้วยพลาสมาได้ มีความปลอดภัย อุณหภูมิเป็นล้านองศาแต่ถูกห่อหุ้มด้วยพลาสมา พลังงานสะอาดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตได้มากมาย เป็นพลังงานสะอาดที่ทดแทนพลังงานฟอสซิลเพื่อช่วยลดภาวะโลกร้อน ที่สำคัญสามารถนำไปทดแทนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รูปแบบเดิม โดย อว. ยังได้รับพระมหากรุณาธิคุณจาก สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ที่มีพระเมตตาเสด็จเป็นองค์ประธานในพิธีรับมอบแกนหลักของเครื่องโทคาแมคเครื่องแรกของไทย ที่สาธารณรัฐประชาชนจีน และยังทรงติดตามความก้าวหน้าในอีกหลายโอกาส นับเป็นพระมหากรุณาธิคุณอันล้นพ้นต่อโครงการฯ นี้โดยแท้

“ภายในเวลาไม่เกิน 10 ปีไทยจะสร้างเครื่องโทคาแมคได้เอง และคาดว่า ในเวลาไม่เกิน 20 ปีไทยจะมีความมั่นคงทางพลังงาน มีโรงไฟฟ้าพลังงานฟิวชั่นผลิตพลังงานสะอาดใช้ และสามารถส่งออกพลังงานเหล่านี้เพื่อสร้างรายได้มหาศาลกลับเข้าประเทศ ที่สำคัญ เราจะทำให้คนในพื้นที่ จ.นครนายกและจังหวัดใกล้เคียงได้รับประโยชน์อย่างสูงสุด โดยสร้างงานสร้างรายได้ เอาคนในพื้นที่มาร่วมทำงาน นำนักเรียน นักศึกษาเข้ามาเรียนรู้ในโครงการฯ สร้างนักนิวเคลียร์รุ่นใหม่ของประเทศ ขอให้มั่นใจว่า อว. ให้ความสำคัญกับคนในพื้นที่มากที่สุด และพร้อมเปิดโอกาสให้ทุกคนเข้ามามีส่วนร่วมกับประวัติศาสตร์หน้าสำคัญนี้อย่างแน่นอน” ศ.(พิเศษ) ดร.เอนก กล่าว

รศ.ดร.ธวัชชัย  อ่อนจันทร์ ผู้อำนวยการสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สทน. เปิดเผยว่า สทน. มีแผนการวิจัยและพัฒนาการใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน ภายใต้การสนับสนุนของกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม มหาวิทยาลัยชั้นนำในไทยอีก 15 แห่งและหน่วยงานวิจัยต่าง ๆ รวม 22 แห่ง และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ให้การสนับสนุนงบประมาณ และ สทน.ได้ลงนามบันทึกความเข้าใจกับสถาบันพลาสมาฟิสิกส์ ประเทศจีน หรือ ASIPP มาตั้งแต่ปี 2560 โดยมีขอบข่ายความร่วมมือในการพัฒนาห้องปฏิบัติการเพื่อการทำวิจัยด้านพลาสมา และการพัฒนาห้องปฏิบัติการด้านนิวเคลียร์ฟิวชัน จากความร่วมมือดังกล่าว ASIPP  ได้มอบเครื่องโทคาแมค หรือดวงอาทิตย์ประดิษฐ์ HT-6M ให้ สทน. อย่างเป็นทางการเมื่อปี 2561

หลังรับมอบเครื่องโทคาแมค สทน.ได้วางแผนการทำงานเป็น 3 ระยะได้แก่ ระยะแรก เป็นการถอดแบบและศึกษาองค์ประกอบของเครื่องโทคาแมคและอุปกรณ์ประกอบต่างๆ  รวมถึงการก่อสร้างอาคาร เพื่อเตรียมการติดตั้งเครื่องโทคาแมค ในระยะที่ 2 สทน.จะส่งเจ้าหน้าที่เข้ารับการถ่ายทอดองค์ความรู้ พร้อมร่วมออกแบบและพัฒนาระบบต่างๆของเครื่องโทคาแมค และประกอบเครื่องจนสามารถเดินเครื่องได้   และระยะที่ 3 เป็นการย้ายเครื่องกลับมาประเทศไทย ซึ่งคาดว่าจะแล้วเสร็จในปี 2566  และเมื่อวันที่ 7 มิถุนายน 2564 ที่ผ่านมา สทน. ได้ลงนามกับ ASIPP เพื่อที่จะพัฒนาระบบสนับสนุนต่างๆ ที่ประเทศจีน จนเมื่อเครื่องทำงานได้ก็จะทำการถอดประกอบและขนส่งมาติดตั้ง ณ สทน. องครักษ์ ปัจจุบันการดำเนินการอยู่ในระยะที่ 2  ในส่วนการก่อสร้างอาคารสำหรับติดตั้งเครื่องโทคาแมคนั้น ความคืบหน้าของการก่อสร้าง และอุปกรณ์สำหรับอาคารห้องปฏิบัติการคืบหน้าไปแล้วร้อยละ 80 และคาดว่าจะแล้วเสร็จในกลางปี 2565 นี้

สำหรับเครื่องโทคาแมคหรือดวงอาทิตย์ประดิษฐ์ที่ไทยพัฒนาร่วมกับ ASIPP จะมีชื่อว่า Thai Tokamak-1 หรือ TT-1 เมื่อเดินเครื่อง คาดว่าอุณหภูมิของพลาสมาในระยะแรกจะอยู่ที่ประมาณ 1 แสนองศาเซลเซียส และ สทน. มีแผนพัฒนาระบบให้ความร้อนเสริมแก่พลาสมาด้วยวิธีการให้ความร้อนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อยกระดับอุณหภูมิของพลาสมาไปสู่ระดับ 1 ล้านองศาเซลเซียส  และในอนาคตจะมีการออกแบบและสร้างเครื่องโทคาแมคเครื่องใหม่ขึ้นมาเองโดยจะใช้เทคโนโลยี Superconducting magnet เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูงขึ้นสำหรับกักพลาสมาและการให้ความร้อนเสริมด้วยวิธีการต่างๆ ซึ่งคาดว่าจะสามารถสร้างพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงในระดับ 10 ล้านองศาเซลเซียสได้ เครื่องโทคาแมคที่ติดตั้งที่ สทน. จะใช้สำหรับการศึกษาปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชัน เพื่อใช้เป็นพลังงานสะอาดในการผลิตกระแสไฟฟ้าในอนาคต ซึ่งการเดินเครื่องพลาสมาจากเครื่อง TT-1 ในครั้งแรกคาดว่าจะเกิดขึ้นในปี 2566

ศ.นพ. สิริฤกษ์  ทรงศิวิไล ปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.)  เปิดเผยว่า ในระยะสองสามปีที่ผ่านมา ทำให้เห็นแนวโน้มที่พลังงานฟิวชัน จะเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่เข้าถึงได้ ที่เป็นไปได้มากขึ้นๆ ทุกขณะ ดังที่เราได้ประโยชน์จากปฏิกิริยาฟิวชันจากดวงอาทิตย์  จากวิกฤติทางพลังงานที่คาดว่าจะรุนแรงขึ้นในอนาคตอันใกล้ ความสามารถอันจำกัดของแหล่งพลังงานที่เรามีอยู่ในปัจจุบันผนวกกับการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน ทำให้เราจำเป็นที่จะต้องหาแหล่งพลังงานทางเลือก ที่ไม่ก่อให้เกิดปัญหาภาวะโลกร้อนไปซ้ำเติมสภาวะโลกร้อนในปัจจุบัน ประกอบกับเทคโนโลยีนิวเคลียร์และพลาสมา เพื่อผลิตพลังงานฟิวชันมีพัฒนาการอย่างสูงยิ่งในระยะสองสามปีที่ผ่านมา 

ดังนั้นเพื่อเป็นการเตรียมความพร้อมในการเข้าสู่เทคโนโลยีดังกล่าว กระทรวงการอุดมศึกษา  วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม จึงมีโครงการผลิตนักวิทยาศาสตร์ นักวิจัยวิศวกร นวัตกร ให้เพียงพอรองรับการพัฒนาแหล่งพลังงานใหม่ โดยจะเป็นหนึ่งในโครงการนำร่องของสถาบันวิทยสถานวิทยาศาสตร์ (Thailand Academy of Science; ThAS, ธาส) ที่ อว. มีดำริจะจัดตั้งขึ้น เพื่อยกศักยภาพการวิจัย การศึกษา และนวัตกรรม สร้างนักวิจัยหรือบัณฑิตที่มีศักยภาพ ของกระทรวงฯ ของหน่วยงานในสังกัด และของประเทศ

อนึ่งเครื่องโทคาแมค เป็นอุปกรณ์กักเก็บพลาสมาพลังงานสูงโดยใช้สนามแม่เหล็ก และเป็นเครื่องมือหลักอย่างหนึ่งที่ใช้ควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน มีการใช้มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1975 ในสหภาพโซเวียต โดยเครื่องที่มีชื่อว่า T-10 สำหรับในปัจจุบันนั้น เครื่อง JET ในอังกฤษ เป็นเครื่องโทคาแมคที่สร้างพลังงานจากฟิวชันได้สูงสุด (ที่ 30 MW) นอกจากนี้ประเทศสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น ฝรั่งเศส โปรตุเกส เกาหลีใต้ และจีน ก็เป็นตัวอย่างของกลุ่มประเทศที่มีการศึกษาทดลองเกี่ยวกับโทคาแมค อย่างจริงจัง

สสารในสภาวะปกติจะอยู่ในลักษณะของโมเลกุลซึ่งประกอบไปด้วยอะตอม อะตอมเหล่านี้มีประจุไฟฟ้าเป็นศูนย์เนื่องจากมีประจุบวกของโปรตอนและประจุลบของอิเล็กตรอนอยู่ด้วยกันในจำนวนที่เท่ากัน พลาสมาเป็นสถานะของสสารที่มีไอออนบวกกับอิเล็กตรอนที่แยกกันอยู่ส่วนหนึ่ง จึงมีประจุอยู่ทั่วพลาสมา

โทคาแมกมีลักษณะรูปทรงคล้ายโดนัท พลาสมาจะวิ่งเป็นทางไขว้แบบ helix (นึกภาพเส้นลวดของสปริง นั่นคือรูปร่างของ helix) หลักการในการควบคุมพลาสมานี้คือการใช้แรงแม่เหล็ก โดยมีการควบคุมในสองแนว คือวงรอบยาวที่มีทรงคล้ายห่วงยาง (toroidal) และรอบขวาง (poloidal) แสดงให้เห็นถึงแรงทางแม่เหล็ก และสนามแม่เหล็ก

ล่าสุดประเทศจีน โดยสถาบันพลาสมาฟิสิกส์ (Institute of Plasma Physics of Chinese Academy of sciences : ASIPP) ซึ่งตั้งอยู่ที่เมืองเหอเฟ่ย์ มณฑลอานฮุย  ประสบผลสำเร็จในการทดลองเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันหรือเครื่องโทคาแมค ซึ่งเป็นการจำลองปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชันซึ่งเกิดตามธรรมชาติบนดวงอาทิตย์ให้เกิดขึ้นบนโลก ผลการทดลองเดินเครื่องโทคาแมคครั้งนี้ สร้างให้เกิดพลาสมาที่ความร้อนสูงถึง 70 ล้านองศาเซียลเซียส เป็นระยะเวลา 1,056 วินาที หรือราว 17 นาที ซึ่งถือเป็นสถิติโลกใหม่ที่สามารถเดินเครื่องได้นานที่สุดตั้งแต่มีการทดลองขึ้น ซึ่งเมื่อปีที่แล้วทาง ASIPP ได้ทำทดลองเดินเครื่องโทคาแมคได้พลาสมาที่พลังงานความร้อนสูงสุด 120 ล้านองศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 101 วินาที การทดลองดังกล่าวจึงเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นของนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาและทดลองด้านปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชันทั่วโลก