นี่เป็นสาขาการพัฒนาใหม่ที่รวมศาสตร์ทางฟิสิกส์และวิศวกรรมเข้ากับการผลิตการประกอบขดลวด TF เป็นอีกขั้นตอนหนึ่งที่ต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูง แม้ว่าขดลวดตัวนำยิ่งยวดจะถูกนำมาใช้งานในอุปกรณ์หลากหลายชนิดแล้ว อย่างเช่น ตัวเร่ง แต่มันยังไม่เคยถูกนำมาใช้งานกับอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่และต้องการความแม่นยำในระดับนี้
“ในการผลิตขดลวด TF เราจะต้องมีความรู้ความเชี่ยวชาญในศาสตร์หลายด้าน ไม่ว่าจะเป็นความรู้เกี่ยวกับตัวนำยิ่งยวดวิศวกรรมไฟฟ้า และแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับขดลวด เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงมากพอตามที่ ITER ต้องการ ความรู้พลศาสตร์ของไหลและอุณหพลศาสตร์ เพื่อวิเคราะห์ลักษณะของเหลวของสารหล่อเย็นภายในขดลวด ส่วนในด้านการผลิต ก็จะต้องมีความรู้เกี่ยวกับวิศวกรรมวัสดุประเภทต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งกระบวนการประกอบนั้นต้องใช้เทคโนโลยีเครื่องจักร และการเชื่อมขั้นสูงผมคิดว่าขดลวด TF จะเป็นสิ่งประดิษฐ์ชิ้นแรก ๆ ของโลก ที่ถูกสร้างขึ้นโดยการผสานเทคโนโลยีขั้นสูงในหลายสาขาขนาดนี้” คาจิทานิ บอก
▼เทคโนโลยีที่ส่งผ่านจากรุ่นสู่รุ่น เพื่อสร้างฝันพลังงานฟิวชันให้เป็นจริง
ความรับผิดชอบหนึ่งของ JT-60SA ภายใต้การพัฒนาร่วมกันระหว่างประเทศญี่ปุ่นและสหภาพยุโรป คือการสนับสนุนด้านการวิจัยและพัฒนาโครงการ ITER โดย JT-60SA เป็นอุปกรณ์ฟิวชันทดลองรุ่นทายาทของ JT-60 ที่ถูกออกแบบและพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ1970 และ JT-60U ในช่วงทศวรรษ1980
พลังงานฟิวชัน จำเป็นจะต้องให้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนอยู่ในรูปของพลาสมาซึ่งเป็นสถานะของสสารที่แตกตัวเป็นไอออน มีลักษณะคล้ายก๊าซ แต่การจะทำให้เกิดฟิวชันได้ พลาสมาจะต้องได้รับความร้อนสูงกว่า 100 ล้านองศาเซลเซียส อุปกรณ์ JT-60SA จะทำการควบคุมพลาสมาโดยใช้สนามแม่เหล็กซึ่งสร้างขึ้นจากตัวนำยิ่งยวด ภายใต้ความร้อนและแรงดันที่สูงมาก เพื่อจะสร้างสภาพแวดล้อมพลาสมาที่เหมาะสมสำหรับการวิจัยฟิวชัน
“มีตัวแปรสำคัญ 3 ส่วน ในการสกัดพลังงานจากฟิวชัน ได้แก่ อุณหภูมิความหนาแน่นและเวลาในการกักเก็บพลาสมาณ ขณะนี้ เรากำลังพยายามหาวิธีเพิ่มความหนาแน่นของอนุภาคพลาสมา โดยในขณะเดียวกันก็ต้องเก็บรักษาพลาสมาไว้ในอุณหภูมิที่สูงขึ้น เป็นระยะเวลาที่ยาวนานมากขึ้น สำหรับโครงการ ITER ภารกิจหลักอย่างหนึ่งของเราคือการสร้างการเผาไหม้ของพลาสมาโดยใช้ดิวเทอเรียมและทริเทียม การออกแบบ ITER จึงมาจากวิธีการทำงานที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือสูงในแง่ของตัวแปรที่สำคัญทั้งสามส่วน อย่างไรก็ตาม JT-60SA ได้ถูกออกแบบขึ้นเพื่อให้เราสามารถดำเนินการทดลองที่มีความท้าทายมากยิ่งขึ้น รวมถึงการผลิตพลาสมาที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นด้วย เราสามารถเพิ่มความดันของพลาสมาได้โดยอาศัยสนามแม่เหล็ก และยังสามารถทำการทดลองที่มีความหมายมากขึ้น ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันเพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ในอนาคต” วาคาสึกิ อธิบาย
การทดลองอุปกรณ์ JT-60SA จะเริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 2020 และหากการทดลองนี้ประสบความสำเร็จในการรักษาเสถียรภาพและการกักเก็บพลาสมา มันจะเป็นก้าวที่สำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันที่สามารถนำมาผลิตพลังงานได้และแน่นอนว่ามันก็มีความคาดหวังที่สูงมาก ไม่เฉพาะต่อโครงการนานาชาติอย่างITER เท่านั้น แต่รวมถึงงานวิจัยที่ล้ำสมัยเช่นกัน
แน่นอนว่า งานวิจัยขั้นสูงสำหรับ JT-60SA นั้นจะช่วยผลักดันให้การสร้าง ITER ที่ได้กำหนดไว้ว่าจะเริ่มดำเนินการในปี ค.ศ. 2025 ให้เดินไปข้างหน้าได้อย่างมั่นคง นอกจากนี้ ยังมีแผนงาน Roadmap หลังจากนั้นต่อไปอีก ไม่ว่าจะเป็นการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ต้นแบบ“DEMO” ที่สามารถผลิตพลังงานด้วยฟิวชันและเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ที่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่าน Power Grid ได้โดยผู้ให้สัมภาษณ์ทั้งสามท่าน ซึ่งทำงานอยู่ในแนวหน้าของโครงการการพัฒนานี้ ล้วนเน้นย้ำถึงความสำคัญในระยะยาวว่าเทคโนโลยีฟิวชันจะถูกส่งต่อสู่คนรุ่นต่อไปได้อย่างไร