รัฐบาลสหราชอาณาจักรได้ประกาศข่าวโครงการพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบฟิวชั่น ตั้งเป้าเริ่มเดินระบบให้ได้ภายในปี 2040 โดยหากสำเร็จตามแผนโครงการนี้จะเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบฟิวชั่นเพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์แห่งแรกของโลก

ในปัจจุบันนี้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ผลิตไฟจ่ายเข้าสู่ระบบในหลายประเทศทั่วโลกนั้นล้วนแล้วแต่เป็นระบบนิวเคลียร์แบบฟิชชั่น ซึ่งได้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่มีกระบวนการแตกตัวของนิวเคลียสของอะตอมของธาตุที่ทำปฏิกิริยา ส่วนปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบฟิวชั่นซึ่งได้พลังงานจากการหลอมรวมของนิวเคลียสในอะตอมของธาตุนั้นยังไม่เคยมีการนำมาใช้งานเพื่อการผลิตไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ ยังคงมีแต่การสร้างระบบเพื่อใช้ในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น

สำหรับโครงการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟัวชั่นแห่งใหม่นี้มีชื่อว่า ‘STEP’ (Spherical Tokamak for Energy Production) ซึ่งคำว่า “Tokamak” ที่ปรากฎในชื่อนั้นหมายถึงอุปกรณ์เก็บกักพลาสมาด้วยสนามแม่เหล็กซึ่งได้รับความนิยมใช้เพื่อการวิจัยผลิตพลังงานนิวเคลียร์แบบฟิวชั่นที่ควบคุมได้ โดยทำเลที่ตั้งของมันที่รัฐบาลเลือกไว้คือสถานีไฟฟ้า West Burton ในเขต Nottinghamshire ซึ่งพื้นที่ดังกล่าวนั้นแต่เดิมเป็นที่ตั้งของโรงไฟฟ้าถ่านหินที่กำลังจะหยุดใช้งาน

โรงไฟฟ้า STEP ซึ่งจะมีเครื่อง Tokamak ทรงกลมอยู่ข้างใน

โครงการสร้างโรงไฟฟ้า STEP นี้มีแผนงานระยะแรกที่จะพัฒนางานออกแบบในเชิงหลักการให้แล้วเสร็จภายในปี 2024 จากนั้นจึงจะมีการลงรายละเอียดงานด้านวิศวกรรมควบคู่ไปกับการสำรวจความเห็นและการขอใบอนุญาตต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง และตั้งเป้าก่อสร้างโรงไฟฟ้าให้พร้อมเปิดทำการภายในปี 2040 โดยรัฐบาลสหราชอาณาจักรอนุมัติงบประมาณลงทุน 220 ล้านปอนด์สำหรับขั้นตอนการออกแบบเชิงหลักการแล้ว และคาดว่าเงินลงทุนที่จะต้องใช้ทั้งหมดจนโครงการนี้เสร็จสมบูรณ์จะมากถึง 10 พันล้านปอนด์

ภาพภายนอกของงานออกแบบโรงไฟฟ้า STEP

ในทางทฤษฎีแล้วโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟิวชั่นสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าการใช้เชื้อเพลิงถ่านหิน, น้ำมัน หรือก๊าซธรรมชาติเป็น 4,000,000 เท่า โดยไม่ปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการใช้งาน ด้วยปฏิกิริยาแบบเดียวกับที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ต่างๆ จะทำให้ได้ความร้อนมหาศาลจากปฏิกิริยาจะถูกนำไปให้ความร้อนแก่ก๊าซไฮโดรเจนจนอุณหภูมิสูงถึงระดับ 100 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งอุณหภูมิที่สูงระดับนี้ย่อมไม่มีวัสดุชนิดใดที่จะทนความร้อนจากการสัมผัสก๊าซโดยตรงได้ การจะควบคุมพื้นที่การเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟัวชั่นจึงไม่อาจใช้วิธีการสร้างภาชนะบรรจุธาตุที่ทำปฏิกิริยาไว้ภายใน หากแต่จำเป็นต้องใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเข้ามาช่วย และนั่นเองคือหน้าที่ของเครื่อง Tokamak ที่จะใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้ามากักเก็บพลาสมาให้เสถียรเป็นการควบคุมปฏิกิริยาให้เกิดเฉพาะในบริเวณที่กำหนด

ข้อมูลที่พึงตระหนักอีกอย่างของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นนี้ก็คือ แม้ว่ามันจะถูกเรียกว่าเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์เช่นเดียวกับแบบฟิชชั่น แต่ในการใช้งานระบบฟิวชั่นนี้จะไม่มีการก่อให้เกิดกากกัมมันตรังสี ซึ่งนั่นหมายความว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบฟิวชั่นไม่มีความเสี่ยงที่จะเกิดหายนะภัยพิบัติเฉกเช่นที่เคยเกิดกับโรงไฟฟ้าเชอร์โนบิลในปี 1986 หรือเหตุการณ์ภัยพิบัติโรงไฟฟ้าฟุกุชิม่าในปี 2011

ในอดีตสหราชอาณาจักรก็เป็นประเทศแรกที่มีการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบฟิชชั่นขึ้นเพื่อผลิตไฟใช้งานเป็นครั้งแรกของโลกในปี 1950 จึงไม่น่าแปลกใจนักที่ครั้งนี้จะมีความมุ่งมั่นและกล้าจะริเริ่มโครงการใหม่กับนิวเคลียร์ฟิวชั่น

ที่มา – GOV.UK ผ่าน Interesting Engineering