HB11 Energy สตาร์ทอัพสัญชาติออสเตรเลียประสบความสำเร็จในการสาธิตเทคโนโลยีใหม่ หนึ่งในผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท
เทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชันแบบคลาสสิกทำงานอย่างไร
นิวเคลียร์ฟิวชั่น (ในกรณีนี้เรากำลังพูดถึงเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน) เป็นปฏิกิริยาของการหลอมรวมของนิวเคลียสของอะตอมเบาให้เป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า โดยเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงมากเป็นพิเศษและมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล ปฏิกิริยาดังกล่าวตรงกันข้ามกับการแยกตัวของอะตอม: ในระยะหลัง พลังงานจะถูกปลดปล่อยเนื่องจากการแตกตัวของนิวเคลียสหนักออกเป็นพลังงานที่เบากว่า
ภาพโดย Oleg Gamulinskiy จาก Pixabay
ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ - นี่เป็นพื้นฐานกระบวนการอันทรงพลังที่ให้พลังงานแก่ดวงดาว รวมถึงดวงอาทิตย์ของเราด้วย ที่นั่นมีอะตอมไฮโดรเจนให้ความร้อนยวดยิ่งถึงหลายสิบล้านองศา มนุษยชาติพยายามทำซ้ำกระบวนการนี้บนโลกมาหลายปีแล้ว
วิธีการใหม่แตกต่างกันอย่างไร?
การใช้เลเซอร์แทนเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นถูกคาดการณ์ไว้ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ผู้เขียนแนวคิดนี้คือ Heinrich Khor นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวออสเตรเลียและผู้ร่วมก่อตั้ง HB11 Energy จากมหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์ วิธีใหม่ในการสร้างพลังงานสะอาดแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากปฏิกิริยาฟิวชันอื่นๆ ส่วนใหญ่ ซึ่งต้องใช้ไอโซโทปของไฮโดรเจนเพื่อให้ได้รับความร้อนถึงหลายล้านองศา
HB11 ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไปในฐานะองค์ประกอบเชื้อเพลิง เขาใช้ไฮโดรเจนและโบรอน-11 เป็นจำนวนมาก และเพื่อเริ่มต้นปฏิกิริยาฟิวชัน เขาใช้เลเซอร์ที่มีความแม่นยำสูงและทรงพลังที่ซับซ้อนล้ำสมัย
ในระหว่างการสาธิตแนวคิดครั้งแรกเกิดปฏิกิริยาการหลอมรวมของไฮโดรเจนและโบรอนทำให้เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์มากกว่าที่คาดไว้ถึง 10 เท่า บริษัทกล่าวว่าขณะนี้ HB11 Energy กลายเป็น "ผู้นำระดับโลกในการแข่งขันเพื่อทำการค้าจอกศักดิ์สิทธิ์แห่งพลังงานสะอาด"
มันทำงานยังไง?
โรงงานนำร่องคือทรงกลมโลหะในส่วนกลางซึ่งมีเซลล์เชื้อเพลิงขนาดเล็ก นอกจากนี้ยังมีรูพิเศษสำหรับการทำงานของระบบเลเซอร์ เลเซอร์ตัวหนึ่งสร้างสนามแม่เหล็กซึ่งมีหน้าที่จับพลาสมา อันที่สองมีหน้าที่ในการเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่แสนสาหัส
การแสดงแผนผังของการติดตั้งการทำงาน ภาพ: HB11 Energy
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ระหว่างโปรตอนกับนิวเคลียสโบรอน-11(การสังเคราะห์ p-B) ซึ่งส่งผลให้เกิดอนุภาค α ได้เริ่มต้นขึ้นในพลาสมา ซึ่งเป็นผลมาจากเลเซอร์คลาส PW ที่มุ่งเป้าไปที่เป้าหมายโบรอนไนไตรด์ (BN) หนา 0.2 มม.
อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงของการสังเคราะห์ p-B และด้วยเหตุนี้ ฟลักซ์ขนาดใหญ่ของอนุภาค α จึงถูกสร้างขึ้นและวัดได้เนื่องจากฟลักซ์ของโปรตอนถูกเร่งที่พื้นผิวด้านหน้าของชิ้นงาน นี่เป็นการทดลองแรกที่ยืนยันหลักการของการสังเคราะห์ด้วยเลเซอร์ อนุภาคแอลฟาที่เกิดจากปฏิกิริยาจะสร้างกระแสไฟฟ้าที่สามารถส่งซ้ำไปยังเครือข่ายได้ในทันที
เป็นที่น่าสังเกตว่าในปฏิกิริยาไฮโดรเจนโบรอนมีการใช้เชื้อเพลิงทั่วไปที่ปลอดภัยซึ่งไม่สร้างนิวตรอนในปฏิกิริยาปฐมภูมิ ดังนั้น พวกมันจึงสร้างของเสียอายุสั้นในปริมาณเล็กน้อยและสามารถจ่ายพลังงานขนาดใหญ่ให้กับโครงข่ายไฟฟ้าหลักหรือการผลิตไฮโดรเจนได้การออกแบบไม่ได้ติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและกังหันโดยไม่จำเป็น
ทำไม?
ในอนาคต เทคโนโลยีการสังเคราะห์เหล่านี้จะเข้ามาแทนที่แหล่งพลังงานดั้งเดิม เทคโนโลยีที่ปรับขนาดได้จะช่วยย้อนกลับผลกระทบของภาวะโลกร้อนที่เกิดจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
อ่านเพิ่มเติม
นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งชื่อสัญญาณแรกเพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก
ดาวเคราะห์น้อยที่อาจเป็นอันตรายจะเข้าใกล้โลกในวันเอพริลฟูลส์
พันธุศาสตร์เอาชนะการแพ้แมวด้วย CRISPR