โครงการนวัตกรรมที่ใช้ตัวนำยิ่งยวดสมัยใหม่จะอนุญาตให้มีเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นที่ควบคุมได้ในไม่ช้า ผู้มองโลกในแง่ดีบางคนกล่าว อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าการใช้งานจริงจะใช้เวลาหลายสิบปี
ทำไมมันยากจัง
พลังงานฟิวชั่นถือเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพในอนาคต นี่คือพลังงานบริสุทธิ์ของอะตอม แต่มันคืออะไรและทำไมมันจึงยากที่จะบรรลุ? อันดับแรก เราต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างการแยกตัวของนิวเคลียสแบบคลาสสิกกับเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน
การแตกตัวของอะตอมเกิดขึ้นเมื่อไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี - ยูเรเนียมหรือพลูโทเนียม - ถูกแยกตัวและกลายเป็นไอโซโทปที่มีกัมมันตภาพรังสีสูงอื่นๆ ซึ่งจะต้องฝังหรือนำกลับมาใช้ใหม่
ปฏิกิริยาฟิวชันประกอบด้วยไอโซโทปของไฮโดรเจนสองไอโซโทป - ดิวเทอเรียมและทริเทียม - หลอมรวมเป็นหนึ่งเดียว ทำให้เกิดฮีเลียมที่ไม่เป็นพิษและนิวตรอนเดี่ยว โดยไม่ก่อให้เกิดกากกัมมันตภาพรังสี
ปัญหาการควบคุม
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในดวงอาทิตย์หรือในระเบิดไฮโดรเจน - นี่คือเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นและวิศวกรต้องเผชิญกับงานที่น่ากลัว - จะควบคุมกระบวนการนี้ที่โรงไฟฟ้าได้อย่างไร
นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ได้ทำมาตั้งแต่ปี 1960 เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันทดลองอีกเครื่องหนึ่งชื่อ Wendelstein 7-X ได้เริ่มดำเนินการในเมือง Greifswald ทางตอนเหนือของเยอรมนีแล้ว ยังไม่ได้ออกแบบเพื่อสร้างปฏิกิริยา - เป็นเพียงการออกแบบพิเศษที่กำลังทดสอบอยู่ (ตัวเอกแทน tokamak)
พลาสม่าพลังงานสูง
การติดตั้งเทอร์โมนิวเคลียร์ทั้งหมดมีลักษณะทั่วไป - รูปทรงวงแหวน มันขึ้นอยู่กับแนวคิดของการใช้แม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลังเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข็งแกร่งซึ่งมีรูปร่างเหมือนพรู - ท่อจักรยานพอง
สนามแม่เหล็กไฟฟ้านี้จะต้องมีความหนาแน่นมากจนเมื่อถูกทำให้ร้อนในเตาไมโครเวฟถึงหนึ่งล้านองศาเซลเซียส พลาสมาจะต้องปรากฏที่กึ่งกลางของวงแหวน จากนั้นจึงจุดไฟเพื่อให้สามารถหลอมรวมได้
การสาธิตความเป็นไปได้
ในยุโรป สองการทดลองดังกล่าวกำลังอยู่ในระหว่างดำเนินการ หนึ่งในนั้นคือ Wendelstein 7-X ซึ่งเพิ่งสร้างฮีเลียมพลาสมาเครื่องแรก อีกแห่งคือ ITER โรงหลอมทดลองขนาดใหญ่ทางตอนใต้ของฝรั่งเศสที่ยังอยู่ระหว่างการก่อสร้างและจะพร้อมใช้งานในปี 2023
สันนิษฐานว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่แท้จริงจะเกิดขึ้นที่ ITER อย่างไรก็ตาม เฉพาะในเป็นระยะเวลาสั้น ๆ และไม่เกิน 60 นาทีอย่างแน่นอน เครื่องปฏิกรณ์นี้เป็นเพียงหนึ่งในหลายขั้นตอนในการทำให้นิวเคลียร์ฟิวชันเป็นจริง
เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน: เล็กลงแต่ทรงพลังกว่า
เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักออกแบบหลายคนได้ประกาศการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ใหม่ ตามที่กลุ่มนักศึกษาจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์และตัวแทนของ บริษัท อาวุธ Lockheed Martin ฟิวชั่นสามารถทำได้ในโรงงานที่มีประสิทธิภาพและมีขนาดเล็กกว่า ITER มากและพวกเขาพร้อมที่จะทำภายในสิบ ปี
แนวคิดของการออกแบบใหม่คือการใช้ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงสมัยใหม่ในแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งแสดงคุณสมบัติเมื่อถูกทำให้เย็นลงด้วยไนโตรเจนเหลว แทนที่จะใช้แบบธรรมดาซึ่งต้องใช้ฮีเลียมเหลว เทคโนโลยีใหม่ที่ยืดหยุ่นมากขึ้นจะช่วยให้ออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ใหม่ได้อย่างสมบูรณ์
Klaus Hesch ผู้ดูแลเทคโนโลยีนิวเคลียร์ฟิวชันที่สถาบันเทคโนโลยี Karlsruhe ทางตะวันตกเฉียงใต้ของเยอรมนีรู้สึกไม่มั่นใจ รองรับการใช้ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงแบบใหม่สำหรับการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์แบบใหม่ แต่ตามเขาแล้วการพัฒนาบางอย่างบนคอมพิวเตอร์โดยคำนึงถึงกฎของฟิสิกส์นั้นไม่เพียงพอ จำเป็นต้องคำนึงถึงความท้าทายที่เกิดขึ้นเมื่อนำแนวคิดไปปฏิบัติ
ไซไฟ
ตาม Hesh โมเดลนักศึกษา MIT แสดงให้เห็นเฉพาะความเป็นไปได้ของโครงงาน แต่จริงๆแล้วมันเป็นนิยายวิทยาศาสตร์มากมาย โครงการแสดงให้เห็นว่าปัญหาทางเทคนิคที่ร้ายแรงของการหลอมรวมได้รับการแก้ไขแล้ว แต่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไม่รู้ว่าจะแก้ปัญหาอย่างไร
ปัญหาอย่างหนึ่งคือแนวคิดเรื่องขดลวดพับ สามารถถอดแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อเข้าไปในวงแหวนที่ยึดพลาสมาในรูปแบบการออกแบบของ MIT
นี้จะมีประโยชน์มากเพราะสามารถเข้าถึงวัตถุในระบบภายในและแทนที่ได้ แต่ในความเป็นจริง ตัวนำยิ่งยวดทำมาจากวัสดุเซรามิก พวกมันหลายร้อยตัวต้องพันกันอย่างซับซ้อนเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่ถูกต้อง และนี่คือปัญหาพื้นฐานเพิ่มเติม: การเชื่อมต่อระหว่างพวกเขาไม่ง่ายเหมือนการต่อสายทองแดง ยังไม่มีใครคิดแนวคิดที่จะช่วยแก้ปัญหาดังกล่าวได้
ร้อนเกินไป
อุณหภูมิสูงก็เป็นปัญหาเช่นกัน ที่แกนกลางของฟิวชันพลาสม่า อุณหภูมิจะสูงถึง 150 ล้านองศาเซลเซียส ความร้อนจัดนี้ยังคงอยู่ ณ ใจกลางของก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออน แต่รอบนั้นก็ยังร้อนมาก - จาก 500 ถึง 700 องศาในโซนเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งเป็นชั้นในของท่อโลหะที่ไอโซโทปที่จำเป็นสำหรับการหลอมนิวเคลียร์จะเกิดขึ้นจะ "ทำซ้ำ"
เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันมีปัญหาที่ใหญ่กว่านั้น นั่นคือการปล่อยพลังงาน นี่เป็นส่วนหนึ่งของระบบที่รับเชื้อเพลิงใช้แล้วซึ่งส่วนใหญ่เป็นฮีเลียมจากกระบวนการหลอมรวม อันดับแรกส่วนประกอบโลหะที่ก๊าซร้อนเข้าไปเรียกว่า "ตัวเปลี่ยนทิศทาง" สามารถทำความร้อนได้สูงถึง 2,000 องศาเซลเซียส
ปัญหาผู้เปลี่ยนเส้นทาง
เพื่อให้โรงงานสามารถทนต่ออุณหภูมิเหล่านี้ได้ วิศวกรจึงพยายามใช้ทังสเตนโลหะที่ใช้ในหลอดไส้แบบโบราณ จุดหลอมเหลวของทังสเตนอยู่ที่ประมาณ 3000 องศา แต่ก็มีข้อจำกัดอื่นๆ ด้วยเช่นกัน
ใน ITER ทำได้เพราะความร้อนในนั้นไม่ได้เกิดขึ้นตลอดเวลา สันนิษฐานว่าเครื่องปฏิกรณ์จะทำงานเพียง 1-3% ของเวลาเท่านั้น แต่นั่นไม่ใช่ตัวเลือกสำหรับโรงไฟฟ้าที่ต้องเปิดตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน และถ้ามีคนอ้างว่าสามารถสร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กที่มีกำลังเท่ากับ ITER ก็ปลอดภัยที่จะบอกว่าเขาไม่มีวิธีแก้ปัญหาสำหรับเครื่องเปลี่ยนทิศทาง
โรงไฟฟ้าในไม่กี่ทศวรรษ
อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์มองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม มันจะไม่เร็วอย่างที่ผู้สนใจบางคนคาดการณ์ไว้
ITER ควรแสดงให้เห็นว่าการหลอมรวมที่ควบคุมได้จริงแล้วสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าที่จะใช้เพื่อทำให้พลาสม่าร้อน ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างโรงไฟฟ้าสาธิตแบบไฮบริดที่สร้างกระแสไฟฟ้าได้จริง
วิศวกรกำลังออกแบบอยู่แล้ว พวกเขาจะต้องเรียนรู้จาก ITER ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2566 เมื่อพิจารณาถึงระยะเวลาที่จำเป็นสำหรับการออกแบบ การวางแผน และการก่อสร้างดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้ที่โรงไฟฟ้าฟิวชันแห่งแรกจะเปิดตัวเร็วกว่ากลางศตวรรษที่ 21 มากนัก
รอสซี่โคลด์ฟิวชั่น
ในปี 2014 การทดสอบอิสระของเครื่องปฏิกรณ์ E-Cat ได้ข้อสรุปว่าอุปกรณ์ดังกล่าวผลิตพลังงานเฉลี่ย 2,800 วัตต์ในช่วง 32 วันโดยใช้พลังงาน 900 วัตต์ นี่เป็นมากกว่าปฏิกิริยาเคมีใด ๆ ที่สามารถแยกออกได้ ผลที่ได้กล่าวถึงความก้าวหน้าของเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน หรือการฉ้อโกงโดยสิ้นเชิง รายงานนี้ทำให้ผู้คลางแคลงผิดหวัง ซึ่งสงสัยว่าการทดสอบนั้นเป็นอิสระจริง ๆ หรือไม่ และชี้ให้เห็นถึงการปลอมแปลงผลการทดสอบที่เป็นไปได้ คนอื่นๆ ยุ่งอยู่กับการหา "ส่วนผสมลับ" ที่ทำให้ Rossi หลอมรวมเข้ากับเทคโนโลยีได้
รอสซี่เป็นมิจฉาชีพ?
แอนเดรียกำลังโอหัง เขาเผยแพร่ถ้อยแถลงต่อชาวโลกด้วยภาษาอังกฤษเฉพาะในส่วนความคิดเห็นของเว็บไซต์ของเขา ซึ่งเรียกว่าวารสารฟิสิกส์นิวเคลียร์อย่างอวดรู้ แต่ความพยายามที่ล้มเหลวก่อนหน้านี้ของเขารวมถึงโครงการขยะเป็นเชื้อเพลิงของอิตาลีและเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริก Petroldragon ซึ่งเป็นโครงการเปลี่ยนขยะเป็นพลังงาน ส่วนหนึ่งล้มเหลวเนื่องจากการทิ้งขยะอย่างผิดกฎหมายถูกควบคุมโดยกลุ่มอาชญากรของอิตาลี ซึ่งได้ยื่นฟ้องคดีอาญาฐานละเมิดระเบียบการจัดการขยะ นอกจากนี้ เขายังได้สร้างอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกสำหรับ US Army Corps of Engineers แต่ในระหว่างการทดสอบ อุปกรณ์ดังกล่าวผลิตพลังงานเพียงเศษเสี้ยวของพลังงานที่ประกาศไว้
หลายคนไม่ไว้วางใจ Rossi และหัวหน้าบรรณาธิการของ New Energy Times ก็เรียกเขาอย่างตรงไปตรงมาว่าเป็นอาชญากรที่มีโครงการพลังงานที่ล้มเหลวอยู่เบื้องหลังเขา
การตรวจสอบอิสระ
รอสซีเซ็นสัญญากับบริษัทอินดัสเทรียล ฮีท บริษัทอเมริกัน เพื่อทำการทดสอบลับเป็นเวลาหนึ่งปีสำหรับโรงหลอมเย็นฟิวชันขนาด 1 เมกะวัตต์ อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นตู้คอนเทนเนอร์ที่บรรจุ E-Cats หลายสิบตัว การทดลองต้องถูกควบคุมโดยบุคคลที่สามที่สามารถยืนยันได้ว่าการสร้างความร้อนเกิดขึ้นจริง Rossi อ้างว่าได้ใช้เวลาส่วนใหญ่ในปีที่ผ่านมาไปกับการใช้ชีวิตในตู้คอนเทนเนอร์และดูแลการปฏิบัติงานมากกว่า 16 ชั่วโมงต่อวันเพื่อพิสูจน์ความอยู่รอดในเชิงพาณิชย์ของ E-Cat
การทดสอบสิ้นสุดในเดือนมีนาคม ผู้สนับสนุนของ Rossi รอคอยรายงานของผู้สังเกตการณ์อย่างใจจดใจจ่อ โดยหวังว่าจะได้รับการปล่อยตัวสำหรับฮีโร่ของพวกเขา แต่สุดท้ายก็โดนฟ้อง
ดำเนินคดี
ในการยื่นฟ้องต่อศาลฟลอริดา Rossi อ้างว่าการทดสอบประสบความสำเร็จและอนุญาโตตุลาการอิสระยืนยันว่าเครื่องปฏิกรณ์ E-Cat ผลิตพลังงานมากกว่าที่ใช้ไปหกเท่า นอกจากนี้ เขายังอ้างว่า Industrial Heat ตกลงที่จะจ่ายเงินให้เขาล่วงหน้า 100 ล้านดอลลาร์ หรือ 11.5 ล้านดอลลาร์ล่วงหน้าหลังจากการทดลองใช้ 24 ชั่วโมง (น่าจะมาจากสิทธิ์การใช้งานเพื่อให้บริษัทสามารถขายเทคโนโลยีในสหรัฐฯ) และอีก 89 ล้านดอลลาร์หลังจากขยายเวลาสำเร็จ ทดลองใช้งาน ภายใน 350 วัน Rossi กล่าวหา IH ว่าใช้ "โครงการฉ้อโกง"โดยมีจุดประสงค์เพื่อขโมยทรัพย์สินทางปัญญาของเขา นอกจากนี้ เขายังกล่าวหาบริษัทว่ายักยอกเครื่องปฏิกรณ์ E-Cat ไปในทางที่ผิด คัดลอกเทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ฟังก์ชันและการออกแบบอย่างผิดกฎหมาย และใช้สิทธิบัตรในทรัพย์สินทางปัญญาของเขาในทางที่ผิด
เหมืองทองคำ
ที่อื่นๆ Rossi อ้างว่าในการประท้วงครั้งหนึ่งของเขา IH ได้รับเงิน 50-60 ล้านดอลลาร์จากนักลงทุนและอีก 200 ล้านดอลลาร์จากจีนหลังจากรีเพลย์ที่เกี่ยวข้องกับเจ้าหน้าที่ระดับสูงของจีน หากเป็นเช่นนี้จริง เงินจำนวนมากกว่าร้อยล้านดอลลาร์กำลังตกอยู่ในอันตราย Industrial Heat ได้ปฏิเสธข้อเรียกร้องเหล่านี้ว่าไม่มีมูลความจริงและกำลังจะปกป้องตัวเองอย่างแข็งขัน ที่สำคัญกว่านั้น เธออ้างว่าเธอ "ทำงานมานานกว่าสามปีเพื่อยืนยันผลลัพธ์ที่ Rossi กล่าวหาว่าประสบความสำเร็จด้วยเทคโนโลยี E-Cat ของเขา แต่ไม่ประสบความสำเร็จ"
IH ไม่เชื่อใน E-Cat และ New Energy Times ไม่เห็นเหตุผลที่จะสงสัย ในเดือนมิถุนายน 2011 ตัวแทนของสิ่งพิมพ์ได้ไปเยือนอิตาลี สัมภาษณ์ Rossi และถ่ายทำการสาธิต E-Cat ของเขา หนึ่งวันต่อมา เขารายงานความกังวลอย่างมากเกี่ยวกับวิธีการวัดพลังงานความร้อน หลังจากผ่านไป 6 วัน นักข่าวก็โพสต์วิดีโอของเขาบน YouTube ผู้เชี่ยวชาญจากทั่วโลกส่งบทวิเคราะห์ไปให้เขา ซึ่งตีพิมพ์ในเดือนกรกฎาคม เห็นได้ชัดว่านี่เป็นการหลอกลวง
การยืนยันการทดลอง
อย่างไรก็ตาม นักวิจัยจำนวนหนึ่ง - Alexander Parkhomov จาก Peoples' Friendship University of Russia และ Martin Fleishman Memorial Project (MFPM) -พยายามที่จะทำซ้ำการหลอมรวมเทอร์โมนิวเคลียร์แบบเย็นของรัสเซีย รายงานของ MFPM มีชื่อว่า "The End of the Carbon Era Is Near" สาเหตุของความชื่นชมดังกล่าวคือการค้นพบการระเบิดของรังสีแกมมา ซึ่งไม่สามารถอธิบายได้เป็นอย่างอื่นนอกจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ นักวิจัยระบุว่า Rossi มีสิ่งที่เขาพูดจริงๆ
สูตรเย็นที่สามารถทำให้เกิดพลังงานพุ่งได้ อาจพบวิธีอื่นในการเลี่ยงสิทธิบัตรของ Rossi และป้องกันไม่ให้เขาทำธุรกิจพลังงานมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์
บางทีรอสซีอาจจะเลี่ยงการยืนยันนี้มากกว่า