นักฟิสิกส์ฟิวชันเจอวิธี “หลบข้อจำกัดความหนาแน่นพลาสมา” ที่ขวางวงการมานาน

นักฟิสิกส์จากจีนสร้างความฮือฮาในวงการพลังงานฟิวชัน หลังจากสามารถ “ทะลุเพดานความหนาแน่นพลาสมา” ที่เรียกว่า Greenwald limit ซึ่งเคยเป็นข้อจำกัดสำคัญของเตาปฏิกรณ์ฟิวชันแบบโทคามักมานานหลายทศวรรษ การทดลองนี้เกิดขึ้นในเครื่อง EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) และแสดงให้เห็นว่าการควบคุมปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลาสมากับผนังเครื่องตั้งแต่ช่วงเริ่มต้น สามารถผลักพลาสมาเข้าสู่โหมดใหม่ที่เรียกว่า “density‑free regime” ได้

การค้นพบนี้เกิดจากการปรับวิธีสร้างพลาสมาอย่างละเอียด เช่น การควบคุมแรงดันก๊าซเชื้อเพลิงในช่วงสตาร์ทอัป และการยิงความร้อนแบบ electron cyclotron resonance heating เพื่อทำให้ขอบพลาสมาเย็นลงเล็กน้อย ผลลัพธ์คือสิ่งสกปรกจากผนังเครื่องหลุดเข้าไปในพลาสมาน้อยลงมาก ทำให้พลาสมาสามารถรักษาเสถียรภาพได้แม้มีความหนาแน่นสูงกว่าขีดจำกัดเดิมถึง 65%

ความสำคัญของเรื่องนี้คือ Greenwald limit ไม่ใช่กฎฟิสิกส์ตายตัว แต่เป็นข้อจำกัดเชิงปฏิบัติที่เกิดจากการสูญเสียพลังงานและความไม่เสถียรของพลาสมา การพิสูจน์ว่าสามารถ “เลี่ยง” ข้อจำกัดนี้ได้ด้วยการควบคุมสภาวะเริ่มต้นของพลาสมา จึงเปิดประตูใหม่ให้กับการออกแบบเตาปฏิกรณ์ฟิวชันยุคถัดไป ซึ่งต้องการความหนาแน่นสูงเพื่อผลิตพลังงานมากขึ้น

ทีมนักวิจัยระบุว่าการค้นพบนี้อาจเป็น “เส้นทางที่ใช้งานได้จริงและขยายผลได้” สำหรับเครื่องฟิวชันรุ่นใหม่ รวมถึงเครื่องที่ออกแบบให้เกิดปฏิกิริยาเผาไหม้พลาสมาด้วยตัวเอง (burning plasma) ซึ่งเป็นก้าวสำคัญสู่การผลิตพลังงานฟิวชันเชิงพาณิชย์ในอนาคต

สรุปประเด็นสำคัญ
ความก้าวหน้าที่เกิดขึ้น
EAST สามารถทำให้พลาสมามีความหนาแน่นสูงกว่า Greenwald limit ถึง 65%
ใช้วิธีควบคุมแรงดันก๊าซและเพิ่มความร้อนเฉพาะจุดในช่วงเริ่มต้น
ลดสิ่งสกปรกจากผนังเครื่องเข้าสู่พลาสมา ทำให้เสถียรขึ้น
เปิดทางสู่โหมดใหม่ “density‑free regime” ที่ไม่ถูกจำกัดด้วยเพดานเดิม

ประเด็นที่ต้องระวังหรือข้อจำกัด
ยังไม่ใช่การลบเพดานความหนาแน่นทั้งหมด—เพียงพิสูจน์ว่าปรับแต่งให้สูงขึ้นได้
ต้องทดสอบเพิ่มเติมในสภาวะกำลังสูงและเครื่องฟิวชันรุ่นใหม่
ความเสถียรระยะยาวของพลาสมาในโหมดใหม่นี้ยังต้องศึกษาเพิ่ม

https://www.sciencealert.com/fusion-physicists-found-a-way-around-a-long-standing-density-limit
⚡ นักฟิสิกส์ฟิวชันเจอวิธี “หลบข้อจำกัดความหนาแน่นพลาสมา” ที่ขวางวงการมานาน นักฟิสิกส์จากจีนสร้างความฮือฮาในวงการพลังงานฟิวชัน หลังจากสามารถ “ทะลุเพดานความหนาแน่นพลาสมา” ที่เรียกว่า Greenwald limit ซึ่งเคยเป็นข้อจำกัดสำคัญของเตาปฏิกรณ์ฟิวชันแบบโทคามักมานานหลายทศวรรษ การทดลองนี้เกิดขึ้นในเครื่อง EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) และแสดงให้เห็นว่าการควบคุมปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลาสมากับผนังเครื่องตั้งแต่ช่วงเริ่มต้น สามารถผลักพลาสมาเข้าสู่โหมดใหม่ที่เรียกว่า “density‑free regime” ได้ การค้นพบนี้เกิดจากการปรับวิธีสร้างพลาสมาอย่างละเอียด เช่น การควบคุมแรงดันก๊าซเชื้อเพลิงในช่วงสตาร์ทอัป และการยิงความร้อนแบบ electron cyclotron resonance heating เพื่อทำให้ขอบพลาสมาเย็นลงเล็กน้อย ผลลัพธ์คือสิ่งสกปรกจากผนังเครื่องหลุดเข้าไปในพลาสมาน้อยลงมาก ทำให้พลาสมาสามารถรักษาเสถียรภาพได้แม้มีความหนาแน่นสูงกว่าขีดจำกัดเดิมถึง 65% ความสำคัญของเรื่องนี้คือ Greenwald limit ไม่ใช่กฎฟิสิกส์ตายตัว แต่เป็นข้อจำกัดเชิงปฏิบัติที่เกิดจากการสูญเสียพลังงานและความไม่เสถียรของพลาสมา การพิสูจน์ว่าสามารถ “เลี่ยง” ข้อจำกัดนี้ได้ด้วยการควบคุมสภาวะเริ่มต้นของพลาสมา จึงเปิดประตูใหม่ให้กับการออกแบบเตาปฏิกรณ์ฟิวชันยุคถัดไป ซึ่งต้องการความหนาแน่นสูงเพื่อผลิตพลังงานมากขึ้น ทีมนักวิจัยระบุว่าการค้นพบนี้อาจเป็น “เส้นทางที่ใช้งานได้จริงและขยายผลได้” สำหรับเครื่องฟิวชันรุ่นใหม่ รวมถึงเครื่องที่ออกแบบให้เกิดปฏิกิริยาเผาไหม้พลาสมาด้วยตัวเอง (burning plasma) ซึ่งเป็นก้าวสำคัญสู่การผลิตพลังงานฟิวชันเชิงพาณิชย์ในอนาคต 📌 สรุปประเด็นสำคัญ ✅ ความก้าวหน้าที่เกิดขึ้น ➡️ EAST สามารถทำให้พลาสมามีความหนาแน่นสูงกว่า Greenwald limit ถึง 65% ➡️ ใช้วิธีควบคุมแรงดันก๊าซและเพิ่มความร้อนเฉพาะจุดในช่วงเริ่มต้น ➡️ ลดสิ่งสกปรกจากผนังเครื่องเข้าสู่พลาสมา ทำให้เสถียรขึ้น ➡️ เปิดทางสู่โหมดใหม่ “density‑free regime” ที่ไม่ถูกจำกัดด้วยเพดานเดิม ‼️ ประเด็นที่ต้องระวังหรือข้อจำกัด ⛔ ยังไม่ใช่การลบเพดานความหนาแน่นทั้งหมด—เพียงพิสูจน์ว่าปรับแต่งให้สูงขึ้นได้ ⛔ ต้องทดสอบเพิ่มเติมในสภาวะกำลังสูงและเครื่องฟิวชันรุ่นใหม่ ⛔ ความเสถียรระยะยาวของพลาสมาในโหมดใหม่นี้ยังต้องศึกษาเพิ่ม https://www.sciencealert.com/fusion-physicists-found-a-way-around-a-long-standing-density-limit
WWW.SCIENCEALERT.COM
Fusion Physicists Found a Way Around a Long-Standing Density Limit
Experiments inside a fusion reactor in China have demonstrated a new way to circumvent one of the caps on the density of the superheated plasma swirling inside.
0 ความคิดเห็น 0 การแบ่งปัน 44 มุมมอง 0 รีวิว