สหราชอาณาจักรก็มีคลังแสงนิวเคลียร์ของตนเองเช่นกัน

สมาชิก NATO อีกสองคน ได้แก่ ฝรั่งเศสและในแต่ละประเทศมีอาวุธนิวเคลียร์หลายร้อยชิ้น ซึ่งน้อยกว่ามหาอำนาจนิวเคลียร์มาก ฝรั่งเศสมีทั้งขีปนาวุธนิวเคลียร์ที่ยิงจากเรือดำน้ำและขีปนาวุธร่อนนิวเคลียร์ที่ยิงโดยเครื่องบิน สหราชอาณาจักรมีเพียงอาวุธนิวเคลียร์ที่ยิงจากเรือดำน้ำเท่านั้น ทั้งสองประเทศได้เปิดเผยขนาดและลักษณะของคลังแสงของตนต่อสาธารณะ แต่ไม่มีประเทศใดที่เป็นหรือเคยเป็นภาคีในข้อตกลงควบคุมอาวุธระหว่างสหรัฐฯ และรัสเซีย

สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และฝรั่งเศสปกป้องพันธมิตรอื่นๆ ของ NATO ภายใต้ ” ร่มเงานิวเคลียร์ ” ของพวกเขา ซึ่งสอดคล้องกับคำมั่นสัญญาของ NATO ที่ว่าการโจมตีพันธมิตรคนใดคนหนึ่งจะถูกมองว่าเป็นการโจมตีพันธมิตรทั้งหมด

ปัจจุบัน คลังแสงนิวเคลียร์ของจีนมีขนาดใกล้เคียงกับคลังแสงของสหราชอาณาจักรและฝรั่งเศส แต่มันเติบโตอย่างรวดเร็ว และเจ้าหน้าที่สหรัฐฯ บางคนกลัวว่าจีนกำลังแสวงหาความเท่าเทียมกับสหรัฐฯ จีน ฝรั่งเศส และสหราชอาณาจักรไม่อยู่ภายใต้สนธิสัญญาควบคุมอาวุธใดๆ

อินเดียปากีสถานและอิสราเอล แต่ละ ประเทศมีอาวุธนิวเคลียร์หลายสิบชิ้น ไม่มีผู้ใดลงนามในสนธิสัญญาว่าด้วยการไม่แพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ซึ่งผู้ลงนามตกลงที่จะจำกัดการเป็นเจ้าของอาวุธนิวเคลียร์ไว้เฉพาะสมาชิกถาวร 5 รายของคณะมนตรีความมั่นคงแห่งสหประชาชาติ ซึ่งแต่ละรายครอบครองอาวุธนิวเคลียร์ก่อนที่จะมีการลงนาม

เกาหลีเหนือซึ่งมีอาวุธนิวเคลียร์หลายสิบชนิดเหมือนกัน ได้ลงนามในสนธิสัญญาดังกล่าวในปี 1985 แต่ถอนตัวออกไปในปี 2003 เกาหลีเหนือได้ทำการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์และขีปนาวุธหลายครั้งเพื่อบรรทุกอาวุธเหล่านี้

เคยมีอาวุธนิวเคลียร์อยู่ในที่อื่นด้วย ในช่วงเวลาที่สหภาพโซเวียตล่มสลายในปี 1991 สาธารณรัฐที่กลายเป็นเบลารุส ยูเครน และคาซัคสถานต่างก็มีอดีตอาวุธนิวเคลียร์ของโซเวียตอยู่ในดินแดนของตน เพื่อแลกกับการรับรองระหว่างประเทศในเรื่องความปลอดภัยทั้งสามประเทศได้โอนอาวุธของตนไปยังรัสเซีย

โชคดีที่ไม่มีการใช้อาวุธเหล่านี้ในการทำสงครามนับตั้งแต่การทิ้งระเบิดที่ฮิโรชิมาและนางาซากิของสหรัฐฯ ในปี 1945 แต่เหตุการณ์ล่าสุดเตือนเราว่า ความเสี่ยงในการใช้อาวุธเหล่านี้ยังคงมีความเป็นไปได้ที่น่ากลัว การเสด็จเยือน มอลตาประเทศเล็กๆ ในยุโรปเป็นเวลาสองวัน ซึ่งเป็นเกาะคาทอลิกทางใต้ของซิซิลีในเดือนเมษายน ปี 2022 ทรงเน้นไปที่ประวัติศาสตร์ที่ซับซ้อนของมอลตาและความกังวลร่วมสมัยที่สำคัญ สิ่งสำคัญที่สุดคือจำนวนผู้ขอลี้ภัยจากแอฟริกาและตะวันออกกลาง ที่ เพิ่ม ขึ้นอย่างรวดเร็ว และการวิพากษ์วิจารณ์ว่ามอลตาปฏิบัติต่อพวกเขาอย่างไร

ในฐานะนักวิชาการด้านประวัติศาสตร์และพิธีกรรมคาทอลิกฉันได้ศึกษาพัฒนาการของคริสตจักรในหลายประเทศในยุโรป และบทบาทสำคัญที่ชีวิตของผู้คนที่นับถือในฐานะนักบุญมีบทบาทในวิธีที่ชาวคาทอลิกจัดการกับประเด็นร่วมสมัย

ตามประเพณีเล่าว่านักบุญชาวมอลตาคนแรกคือนักบุญปูบลิอุส บิชอปในศตวรรษแรกของชุมชนคริสเตียนยุคแรกในมอลตา เขาได้รับความเคารพนับถือเป็นนักบุญมานานก่อนที่นักบุญจะได้ รับการ ประกาศอย่างเป็นทางการโดยสมเด็จพระสันตะปาปา อย่างไรก็ตาม นักประวัติศาสตร์ได้ตั้งคำถามว่าปูบลิอุสเคยดำรงอยู่หรือดำรงตำแหน่งบิชอปหรือไม่

บุคคลชาวมอลตาเพียงคนเดียวที่ได้รับการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการว่าเป็นนักบุญโดยพระสันตะปาปาคือนักบุญจอร์จ เปรกา พระสงฆ์ของอัครสังฆมณฑลแห่งมอลตาในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 Preca ได้รับการประกาศเป็นบุญราศีหรือได้รับฉายาว่า “ผู้ได้รับพร” ซึ่งเป็นขั้นตอนที่สองถึงสุดท้ายในการได้รับการประกาศให้เป็นนักบุญในปี 2544 โดยสมเด็จพระสันตะปาปาจอห์น ปอลที่ 2 ในปี 2007 พระองค์ได้รับการแต่งตั้งเป็นนักบุญซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการบรรลุความเป็นนักบุญ โดยสมเด็จพระสันตะปาปาเบเนดิกต์ที่ 16

ชีวิตในวัยเด็ก
ภาพเหมือนของชายในชุดคลุมสีดำและซูคเชตโตสีดำ
นักบุญจอร์จ เปรกา Societas Doctrinæ Christianæ – (SDC): สมาคมหลักคำสอนคริสเตียน
Preca เกิดในปี 1880 ในเมือง Valetta เมืองหลวงของมอลตา และถูกเลี้ยงดูมาในเมืองที่อยู่นอกเมือง หลังจากเรียนชั้นประถมศึกษาและมัธยมศึกษาแล้ว ท่านเข้าเรียนเซมินารีที่มอลตาและแม้จะมีปัญหาปอดร้ายแรงซึ่งคุกคามชีวิตท่าน ท่านก็ได้รับแต่งตั้งสู่ฐานะปุโรหิตในปี 1906

ชาวคาทอลิกธรรมดาในมอลตาในขณะนั้นไม่ได้รับการศึกษาเป็นส่วนใหญ่ ส่วนใหญ่ไม่รู้จักพระคัมภีร์ดีพอและมุ่งความสนใจไปที่การปฏิบัติการให้ข้อคิดทางวิญญาณซึ่งนักบวชบางคนถือว่าเกือบจะเชื่อโชคลางแทน ในฐานะเซมินารี Preca เริ่มเชื่อมั่นมากขึ้นเรื่อยๆว่าเป้าหมายของพันธกิจของเขาคือการฝึกอบรมฆราวาสและต่อมาคือฆราวาสหญิง ให้สอนคาทอลิกคนอื่นๆ ทั้งเด็กและผู้ใหญ่เกี่ยวกับศรัทธาคาทอลิกและพระคัมภีร์ของพวกเขา

คำสั่งซื้อใหม่
การฝึกอบรมฆราวาสให้ความรู้แก่ผู้อื่นเช่นตนเองเกี่ยวกับศรัทธาของตนเป็นแนวคิดที่ปฏิวัติวงการในขณะนั้น เนื่องจากโดยปกติแล้วจะมีเพียงสามเณรหรือนักบวชเท่านั้น และบางครั้งแม่ชีเท่านั้นที่จะมีส่วนร่วมในการศึกษาประเภทนั้น ก่อนการอุปสมบท ปรีก้าเองก็กระตือรือร้นในการพูดคุยเรื่องศาสนากับคนทำงานธรรมดาๆ แล้วจึง สอนคำสอนซึ่งเป็นหลักการ ของความเชื่อคาทอลิกแก่เด็กชายในเมืองใกล้เคียง

ผู้คนจำนวนมากที่ถือร่มสีดำรวมตัวกันอยู่ด้านนอกนครวาติกัน
การแต่งตั้งนักบุญจอร์จ เปรกา ในกรุงโรม เมื่อวันที่ 3 มิถุนายน พ.ศ. 2550 Societas Doctrinæ Christianæ – (SDC): Society of Christian Doctrine
ชายหนุ่มกลุ่มนั้นจะกลายเป็นแกนหลักของสังคมศาสนาใหม่สำหรับฆราวาส ซึ่งก็คือ The Society of Christian Doctrine ซึ่ง Preca ได้ก่อตั้งขึ้นในไม่ช้า ต่อมาสังคมแห่งนี้ได้รับฉายาว่า “พิพิธภัณฑ์ ” เนื่องจากอาคารที่ทรุดโทรมซึ่งเป็นสถานที่นัดพบเดิม ครูที่ไม่ได้บวชเหล่านี้ – เรียกว่านักคำสอน – ต่อมาถูกแบ่งออกเป็นสองสาขา แห่งหนึ่งสำหรับผู้ชายและอีกหนึ่งสำหรับผู้หญิง

เมื่อเวลาผ่านไป พวกเขาได้ก่อตั้งศูนย์การศึกษาสำหรับเด็กและผู้ใหญ่ในเกือบทุกตำบลในมอลตา ศูนย์เหล่านี้ยังคงเปิดดำเนินการอยู่จนทุกวันนี้ในมอลตาและในประเทศอื่นๆ อีกหลายประเทศเช่นกัน โดยเฉพาะออสเตรเลีย

การต่อต้านคำสอน
แต่ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ความคิดของ Preca ไม่ได้รับการยอมรับจากผู้บังคับบัญชาที่อนุรักษ์นิยมมากกว่าในทันที ภายในไม่กี่ปีหลังจากการก่อตั้ง พระอัครสังฆราชได้สั่งให้ปิดศูนย์คำสอนในมอลตา แม้ว่าพวกเขาจะเปิดอีกครั้งไม่กี่ปีต่อมาหลังจากการสอบสวนอย่างลึกซึ้ง กลุ่มของเขายังไม่ได้รับการอนุมัติขั้นสุดท้ายอย่างเป็นทางการในโรมจนกระทั่งปี 1932 ในช่วงเวลานั้นและตลอดชีวิตของเขา เขาสนับสนุนให้สมาชิกในสังคมของเขายังคงอ่อนน้อมถ่อมตนและมีเมตตาเมื่อเผชิญกับความยากลำบากและการวิพากษ์วิจารณ์

เปรกาสิ้นพระชนม์ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2505 ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2505 สภาวาติกันที่ 2 ซึ่งสมเด็จพระสันตะปาปาจอห์นที่ 23 ทรงเรียกให้ปรับปรุงคริสตจักรคาทอลิกให้ทันสมัย ​​ได้เริ่มขึ้นในกรุงโรม ท่ามกลางการปฏิรูปต่างๆ สภาเน้นย้ำถึงความสำคัญของทั้งพระคัมภีร์และประเพณีที่เป็นรากฐานสำหรับชีวิตคริสเตียนคาทอลิก และสนับสนุนให้ชาวคาทอลิกทุกคนศึกษาพระคัมภีร์

Preca เป็นผู้บุกเบิกในการฝึกอบรมฆราวาสให้เป็นนักการศึกษาศาสนาสำหรับทั้งเด็กและผู้ใหญ่โดยมุ่งเน้นที่การสอนพระกิตติคุณไปพร้อมๆ กับการกระตุ้นให้พวกเขาดำเนินชีวิตตามค่านิยมของพระกิตติคุณ อันที่จริง ในการแต่งตั้งเปรคาเป็นบุญราศีในปี 2544 สมเด็จพระสันตะปาปาจอห์น ปอลที่ 2 เรียกเขาว่า “บิดาคนที่สองในความศรัทธา” ของมอลตา

ในปี 2010 สมเด็จพระสันตะปาปาเบเนดิกต์ที่ 16 ทรงเสนอให้มี การเคลื่อนไหว การประกาศข่าวประเสริฐใหม่สำหรับสมาชิกทุกคนของคริสตจักรคาทอลิกในศตวรรษที่ 21 การเคลื่อนไหวนี้เน้นย้ำเรื่องการเทศนาและการสอนในโลกร่วมสมัย ซึ่งสอดคล้องกับงานของ Preca ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เป็นอย่างมาก ทั้งสมเด็จพระสันตะปาปาเบเนดิกต์และสมเด็จพระสันตะปาปาฟรานซิสได้ขยายแนวคิดของการมุ่งเน้นใหม่นี้เกี่ยวกับการสั่งสอนและการสอนข่าวประเสริฐ โดยให้รวมเอาข้อกังวลที่ชัดเจนต่อสวัสดิภาพของผู้ลี้ภัยและผู้อพยพ

การเสด็จเยือนมอลตาของสมเด็จพระสันตะปาปาดึงความสนใจครั้งใหม่มาสู่งานของนักบุญจอร์จ เปรกา การที่เขาให้ความสำคัญกับการให้ความรู้แก่ชาวคาทอลิกอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับความหมายของคำสอนของพระเยซูอาจเป็นแนวทางสำหรับมอลตาและประเทศอื่นๆ ในการเผชิญหน้ากับปัญหาระดับโลกนี้

สำหรับคนส่วนใหญ่ ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์หรือโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่สำคัญ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรเห็นว่าสิ่งนั้นมีศักยภาพมากกว่ามาก

พวกเขาจินตนาการถึงกังหันลมนอกชายฝั่งที่ดักจับและกักเก็บคาร์บอนใต้ทะเล และโรงงานความร้อนใต้พิภพที่ผลิตโลหะที่จำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนยานพาหนะไฟฟ้า แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าก็สามารถเปลี่ยนเป็น พลังงานไฟฟ้าสำหรับบ้านได้เช่นกัน ช่วยประหยัดเงินให้กับเจ้าของรถและลดการปล่อยมลพิษจากการขนส่ง ด้วย

นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกส่งเสียงเตือนเกี่ยวกับอันตรายที่เพิ่มขึ้นและความเสียหายจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เรามาสำรวจแนวคิดล้ำสมัยที่อาจเปลี่ยนแปลงวิธีที่เทคโนโลยีในปัจจุบันลดผลกระทบจากภาวะโลกร้อนจากบทความล่าสุด 5 บทความใน The Conversation

1. คลองพลังงานแสงอาทิตย์: ไฟฟ้า + ป้องกันน้ำ
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าแผงโซลาร์เซลล์ทำหน้าที่สองเท่าในการปกป้องแหล่งน้ำในขณะที่ผลิตพลังงานได้มากขึ้น?

แคลิฟอร์เนียกำลังพัฒนาคลองพลังงานแสงอาทิตย์แห่งแรกของสหรัฐอเมริกา โดยมีแผงโซลาร์เซลล์สร้างขึ้นบนคลองจ่ายน้ำบางแห่งของรัฐ คลองเหล่านี้ทอดยาวนับพันไมล์ผ่านสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้ง ซึ่งอากาศแห้งจะเร่งการระเหยในสภาวะที่มักประสบปัญหาขาดแคลนน้ำ

“ในการศึกษาปี 2021 เราแสดงให้เห็นว่าแผงโซลาร์เซลล์ครอบคลุมคลองแคลิฟอร์เนียความยาว 4,000 ไมล์ จะช่วยประหยัดน้ำได้มากกว่า 65 พันล้านแกลลอนต่อปีด้วยการลดการระเหย นั่นเพียงพอที่จะชลประทานพื้นที่การเกษตร 50,000 เอเคอร์หรือสนองความต้องการน้ำที่อยู่อาศัยของผู้คนมากกว่า 2 ล้านคน” Roger Bales ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรม จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย Merced เขียน พวกเขายังจะขยายพลังงานหมุนเวียนโดยไม่ต้องกินพื้นที่เพาะปลูก

แผงโซลาร์เซลล์จะสร้างหลังคาเหนือคลอง
ประเทศอื่นๆ รวมถึงจีนและอินเดีย กำลังทดสอบโซลาร์ฟาร์มเหนือน้ำด้วย พลังงานแสงอาทิตย์ Aquagrid LLC , CC BY-ND
การวิจัยแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อพลังงานและการขนส่ง กำลังทำให้โลกร้อนขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและเพิ่มสภาพอากาศที่รุนแรงขึ้น การเพิ่มพลังงานหมุนเวียน ซึ่งในปัจจุบันคิดเป็นประมาณ20% ของการผลิตไฟฟ้าในระดับสาธารณูปโภคของสหรัฐอเมริกาสามารถลดความต้องการเชื้อเพลิงฟอสซิลได้

การวางแผงโซลาร์เซลล์ไว้เหนือน้ำที่มีร่มเงาสามารถปรับปรุงการส่งออกพลังงานได้ น้ำเย็นจะช่วยลดอุณหภูมิของแผงลงประมาณ 10 องศาฟาเรนไฮต์ (5.5 องศาเซลเซียส) ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้ Bales เขียน

อ่านเพิ่มเติม: โครงการคลองพลังงานแสงอาทิตย์โครงการแรกคือชัยชนะในด้านน้ำ พลังงาน อากาศ และสภาพอากาศในแคลิฟอร์เนีย

2. พลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถเพิ่มปริมาณแบตเตอรี่ได้
สำหรับพลังงานหมุนเวียนเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก อาคารและยานพาหนะจะต้องสามารถใช้งานได้ แบตเตอรี่เป็นสิ่งจำเป็น แต่อุตสาหกรรมนี้มีปัญหาด้านห่วงโซ่อุปทาน

แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ที่ใช้ในยานพาหนะไฟฟ้าและการจัดเก็บพลังงานระดับสาธารณูปโภคเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และลิเธียมส่วนใหญ่ที่ใช้ในสหรัฐฯ มาจากอาร์เจนตินา ชิลี จีน และรัสเซีย จีนเป็นผู้นำในการประมวลผลลิเธียม

นักธรณีวิทยาและวิศวกรกำลังทำงานเกี่ยวกับวิธีการใหม่ที่สามารถเพิ่มปริมาณลิเธียมของสหรัฐฯ ที่บ้านได้ โดยการสกัดลิเธียมจากน้ำเกลือความร้อนใต้พิภพในภูมิภาค Salton Sea ของแคลิฟอร์เนีย

น้ำเกลือเป็นของเหลวที่เหลืออยู่ในโรงไฟฟ้าความร้อนใต้พิภพหลังจากใช้ความร้อนและไอน้ำเพื่อผลิตพลังงาน ของเหลวนั้นประกอบด้วยลิเธียมและโลหะอื่นๆ เช่น แมงกานีส สังกะสี และโบรอน โดยปกติแล้วจะถูกสูบกลับใต้ดิน แต่โลหะก็สามารถกรองออกได้เช่นกัน

วิธีสกัดลิเธียมในระหว่างการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพ ได้รับความอนุเคราะห์จากทรัพยากรความร้อนที่ควบคุม
“หากโครงการทดสอบที่กำลังดำเนินการพิสูจน์ว่าสามารถสกัดลิเธียมเกรดแบตเตอรี่จากน้ำเกลือเหล่านี้ได้อย่างคุ้มค่า โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ 11 แห่งที่มีอยู่ตามทะเลซอลตันเพียงแห่งเดียวก็อาจมีศักยภาพในการผลิตโลหะลิเธียมได้เพียงพอต่อความต้องการในปัจจุบันของสหรัฐฯ ประมาณ 10 เท่า” เขียนนักธรณีวิทยาMichael McKibbenจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ และนักวิชาการด้านนโยบายพลังงานBryant Jonesจาก Boise State University

ประธานาธิบดีโจ ไบเดนบังคับใช้กฎหมายการผลิตด้านกลาโหมเมื่อวันที่ 31 มีนาคม พ.ศ. 2565 เพื่อสร้างแรงจูงใจให้บริษัทสหรัฐฯ ขุดและแปรรูปแร่ธาตุที่สำคัญมากขึ้นสำหรับแบตเตอรี่

อ่านเพิ่มเติม: วิธีที่โรงงานความร้อนใต้พิภพบางแห่งสามารถแก้ปัญหาอุปทานลิเธียมของอเมริกาและส่งเสริมอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ EV

3. ไฮโดรเจนสีเขียวและแนวคิดในการจัดเก็บอื่นๆ
นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานหาวิธีอื่นๆ ในการส่งเสริมห่วงโซ่อุปทานแร่ธาตุของแบตเตอรี่ รวมถึงการรีไซเคิลลิเธียมและโคบอลต์จากแบตเตอรี่เก่า พวกเขากำลังพัฒนาการออกแบบด้วยวัสดุอื่นๆ อีกด้วยเคอร์รี ริปปี้ นักวิจัยจาก National Renewable Energy Lab อธิบาย

ตัวอย่างเช่น พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นจะกักเก็บพลังงานจากดวงอาทิตย์โดยการให้ความร้อนกับเกลือหลอมเหลว และใช้มันเพื่อผลิตไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คล้ายกับวิธีที่โรงไฟฟ้าถ่านหินจะผลิตกระแสไฟฟ้า แม้ว่าจะมีราคาแพงและเกลือที่ใช้อยู่ในปัจจุบันก็ไม่เสถียรที่อุณหภูมิสูงขึ้น Rippy เขียน กระทรวงพลังงานกำลังให้ทุนสนับสนุนโครงการที่คล้ายกันซึ่งกำลังทดลองใช้ทรายอุ่น

ความท้าทายของไฮโดรเจน รวมถึงประวัติเชื้อเพลิงฟอสซิล
เชื้อเพลิงหมุนเวียน เช่น ไฮโดรเจนสีเขียวและแอมโมเนีย เป็นแหล่งกักเก็บประเภทอื่น เนื่องจากพวกมันกักเก็บพลังงานในรูปของเหลว จึงสามารถขนส่งและใช้สำหรับการขนส่งหรือเชื้อเพลิงจรวดได้

ไฮโดรเจนได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก แต่ไม่ใช่ว่าไฮโดรเจนทั้งหมดจะเป็นสีเขียว ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ที่ใช้ในปัจจุบันผลิตจากก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล ในทางตรงกันข้าม ไฮโดรเจนสีเขียวสามารถผลิตได้โดยใช้พลังงานหมุนเวียนเพื่อใช้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งแยกโมเลกุลของน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน แต่ก็มีราคาแพงเช่นกัน

“ความท้าทายที่สำคัญคือการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเพื่อให้มีประสิทธิภาพและประหยัด” Rippy เขียน “ผลตอบแทนที่อาจเกิดขึ้นนั้นมหาศาล: พลังงานหมุนเวียนที่ไม่มีวันหมดสิ้น”

อ่านเพิ่มเติม: เทคโนโลยีกักเก็บพลังงานทั้ง 3 อย่างนี้สามารถช่วยแก้ปัญหาความท้าทายในการเปลี่ยนไปใช้ไฟฟ้าหมุนเวียน 100% ได้

4. ใช้ EV ของคุณเพื่อจ่ายไฟให้กับบ้านของคุณ
แบตเตอรี่สามารถเปลี่ยนรถยนต์ไฟฟ้าของคุณให้กลายเป็นแบตเตอรี่เคลื่อนที่ขนาดยักษ์ที่สามารถจ่ายไฟให้กับบ้านของคุณได้ในเร็วๆ นี้

ปัจจุบันมีรถยนต์เพียงไม่กี่คันเท่านั้นที่ได้รับการออกแบบสำหรับการชาร์จระหว่างรถถึงบ้านหรือ V2H แต่นั่นกำลังเปลี่ยนแปลงไป เขียนโดย Seth Blumsackนักเศรษฐศาสตร์พลังงานจาก Penn State University ตัวอย่างเช่น ฟอร์ดกล่าวว่ารถกระบะ F-150 Lightning รุ่นใหม่จะสามารถจ่ายไฟให้กับบ้านโดยเฉลี่ยเป็นเวลาสามวันด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว

การชาร์จแบบสองทิศทางช่วยให้ EV สามารถจ่ายไฟให้กับบ้านได้อย่างไร
Blumsack สำรวจความท้าทายทางเทคนิคในขณะที่ V2H เติบโตขึ้น และศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงวิธีที่ผู้คนจัดการการใช้พลังงาน และวิธีที่ระบบสาธารณูปโภคจัดเก็บพลังงาน

ตัวอย่างเช่น เขาเขียนว่า “เจ้าของบ้านบางคนอาจหวังที่จะใช้ยานพาหนะของตนสำหรับสิ่งที่นักวางแผนสาธารณูปโภคเรียกว่า ‘การโกนสูงสุด’ โดยดึงพลังงานไฟฟ้าในครัวเรือนจากรถยนต์ไฟฟ้าในระหว่างวัน แทนที่จะพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยลดการซื้อไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด ”

อ่านเพิ่มเติม: รถยนต์ไฟฟ้าของฉันสามารถให้พลังงานแก่บ้านของฉันได้หรือไม่? ยังไม่ใช่สำหรับผู้ขับขี่ส่วนใหญ่ แต่การชาร์จจากรถถึงบ้านกำลังมา

5.ดักจับคาร์บอนจากอากาศและล็อคไว้
เทคโนโลยีเกิดใหม่อีกอย่างหนึ่งที่มีการถกเถียงกันมากขึ้น

ในช่วงสองศตวรรษที่ผ่านมา มนุษย์ได้ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศเป็นจำนวนมาก การหยุดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลไม่เพียงพอที่จะทำให้สภาพอากาศมีเสถียรภาพอย่างรวดเร็ว สถานการณ์ส่วนใหญ่ รวมถึงในรายงานของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศล่าสุดแสดงให้เห็นว่าโลกจะต้องกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศด้วยเช่นกัน

เทคโนโลยีในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศมีอยู่จริง ซึ่งเรียกว่าการดักจับอากาศโดยตรงแต่มีราคาแพง

วิศวกรและนักธรณีฟิสิกส์อย่างDavid Goldbergแห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกำลังสำรวจวิธีลดต้นทุนเหล่านั้นโดยการรวมเทคโนโลยีดักจับอากาศโดยตรงเข้ากับการผลิตพลังงานหมุนเวียนและกักเก็บคาร์บอน เช่น กังหันลมนอกชายฝั่งที่สร้างขึ้นเหนือชั้นหินใต้ทะเลซึ่งคาร์บอนที่กักเก็บไว้สามารถกักเก็บเอาไว้ได้

การก่อสร้างฟาร์มกังหันลมนอกโรดไอส์แลนด์
สหรัฐอเมริกามีกังหันลมนอกชายฝั่งที่ใช้งานอยู่ 7 ตัว โดยมีกำลังการผลิต 42 เมกะวัตต์ในปี 2564 เป้าหมายของฝ่ายบริหารของไบเดนคือ 30,000 เมกะวัตต์ภายในปี 2573 AP Photo/Michael Dwyer
โรงงานดักจับอากาศโดยตรงที่ใหญ่ที่สุดในโลก เปิดตัวในปี 2021 ในไอซ์แลนด์ ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพเพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ คาร์บอนไดออกไซด์ที่จับได้จะถูกผสมกับน้ำและสูบเข้าไปในชั้นหินบะซอลต์ของภูเขาไฟที่อยู่ใต้ดิน ปฏิกิริยาเคมีกับหินบะซอลต์ทำให้กลายเป็นคาร์บอเนตแข็ง

โกลด์เบิร์ก ผู้ช่วยพัฒนากระบวนการทำให้เป็นแร่ที่ใช้ในไอซ์แลนด์ มองเห็นศักยภาพที่คล้ายคลึงกันสำหรับฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งของสหรัฐฯ ในอนาคต กังหันลมมักจะผลิตพลังงานมากกว่าที่ลูกค้าต้องการในช่วงเวลาหนึ่งๆ ซึ่งทำให้มีพลังงานส่วนเกินออกมา คำว่า “ดาวเคราะห์” มาจากคำภาษากรีกโบราณที่แปลว่า “ดาวพเนจร” นั่นสมเหตุสมผลแล้ว เพราะเป็นเวลาหลายพันปีที่ผู้คนเฝ้าดูดาวเคราะห์เปลี่ยนตำแหน่งในท้องฟ้ายามค่ำคืน ไม่เหมือนดาวฤกษ์ที่ดูเหมือนจะคงที่และไม่ขยับด้วยตาเปล่า

นั่นคือวิธีที่คนโบราณค้นพบดาวเคราะห์ 5 ดวง ได้แก่ดาวพุธดาวศุกร์ดาวอังคารดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ค้นพบดาวยูเรนัสในปี พ.ศ. 2324 ดาวเนปจูนในปี พ.ศ. 2389 และดาวพลูโตในปี พ.ศ. 2473

ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับดาวเคราะห์แคระเอริส ซึ่งเป็นทรงกลมสีขาวและสีเทาอ่อน
ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับดาวเคราะห์แคระเอริส ESO/L.Calçada และ Nick Risinger
ของเหลือจากระบบสุริยะ
ฉันเป็นนักวิทยาศาสตร์อวกาศที่มีความหลงใหลในดาราศาสตร์และการสำรวจระบบสุริยะ ฉันได้รับปริญญาเอก ในสาขาฟิสิกส์ในปี 1994 เป็นช่วงที่นักดาราศาสตร์เริ่มค้นพบวัตถุนอกดาวเนปจูนใน แถบไคเปอร์มากขึ้นเรื่อยๆ นั่นคือสถานที่ในอวกาศที่เก็บ “สิ่งเหลือ” ของระบบสุริยะ โดยเฉพาะวัตถุน้ำแข็งขนาดเล็ก

วัตถุน้ำแข็ง 3 ดวง ได้แก่เอริสเฮาเมียและมาเคมาเค ถูกค้น พบในช่วงต้นถึงกลางปี ​​2000 ดูเหมือนพวกมันจะใหญ่พอที่จะเป็นดาวเคราะห์ได้ พวกมันทั้งหมดมีขนาดพอๆ กับดาวพลูโตโดยประมาณ

จากนั้นนักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าน่าจะมีวัตถุน้ำแข็งเหล่านี้อีกจำนวนมากในแถบไคเปอร์ พวกเขาเริ่มสงสัยว่า: มีดาวเคราะห์กี่ดวงที่เราระบุได้ในระบบสุริยะของเรา ยี่สิบ? สามสิบ? ร้อย? มากกว่า?

ภาพประกอบของศิลปินเกี่ยวกับดาวเคราะห์แคระ Haumea ซึ่งเป็นโลกรูปทรงวงรีที่ล้อมรอบด้วยวงแหวนของมัน
ภาพประกอบของศิลปินเกี่ยวกับดาวเคราะห์แคระ Haumea ที่ล้อมรอบด้วยวงแหวนของมัน สถาบัน Asrofísica de Andalucía
กำหนดดาวเคราะห์แคระแล้ว
ในปี 2549 และหลังจากการถกเถียงกันมากมายสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลได้เสนอคำจำกัดความใหม่สำหรับดาวเคราะห์ และเป็นครั้งแรกที่มีการใช้คำว่า “ดาวเคราะห์แคระ”

IAU กล่าวว่า: ดาวเคราะห์จะต้องโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยตรง มันจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะมีรูปร่างกลมหรือทรงกลมได้

และโลกจะต้อง ” เคลียร์บริเวณใกล้เคียง ” นั่นหมายความว่า นอกเหนือจากดวงจันทร์ใดๆ ที่มันอาจมีแล้ว ดาวเคราะห์ก็ไม่สามารถแบ่งปันวงโคจรของมันกับวัตถุอื่นที่มีขนาดใกล้เคียงกันได้

วัตถุที่ตรงตามเกณฑ์สองข้อแรกเท่านั้น แต่ไม่ใช่เกณฑ์สุดท้าย ปัจจุบันเรียกว่าดาวเคราะห์แคระ

ภาพประกอบของศิลปินเกี่ยวกับ Makemake ดาวเคราะห์แคระในแถบไคเปอร์ บริเวณใกล้เคียงคือดวงจันทร์ MK 2 ระยะไกล: ดวงอาทิตย์
ภาพประกอบของศิลปินเกี่ยวกับ Makemake ดาวเคราะห์แคระในแถบไคเปอร์ บริเวณใกล้เคียงคือดวงจันทร์ MK 2 ระยะไกล: ดวงอาทิตย์ นาซา/อีเอสเอ/เอ สถาบันวิจัยปาร์กเกอร์/ตะวันตกเฉียงใต้
ดาวพลูโตถูกลดตำแหน่ง
นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้ดาวพลูโตสูญเสียสถานะเป็นดาวเคราะห์และปัจจุบันถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ มันล้มเหลวในรายการสุดท้ายในรายการตรวจสอบ – แถบไคเปอร์น้ำแข็งอื่นๆ อยู่ภายในเส้นทางวงโคจรของมัน การตัดสินใจซึ่งเป็นข้อถกเถียงที่ต้องแน่ใจนั้นยังคงเป็นที่ถกเถียงกันโดยนักวิทยาศาสตร์จนถึงทุกวันนี้

ในขณะเดียวกัน ดาวพลูโตก็ถูกลดระดับลง และมีวัตถุในระบบสุริยะอีกดวงหนึ่งที่ได้รับการเลื่อนตำแหน่ง เซเรสซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นดาวเคราะห์น้อย ปัจจุบันถูกจัดเป็นดาวเคราะห์แคระ มันไม่ใกล้กับแถบไคเปอร์เลย แต่เซเรสอยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อยหลักซึ่งโคจรระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีแทน

เมื่อรวมพวกมันเข้าด้วยกัน ได้แก่ พลูโต เซเรส เอริส เฮาเมอา และมาเคมาเก และทำให้จำนวนดาวเคราะห์แคระในระบบสุริยะของเราเพิ่มขึ้นเป็น 5 ดวง แต่รายการนั้นจะเพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน ผู้สมัครหลายร้อยคน เกือบทั้งหมดอยู่ในแถบไคเปอร์ อาจมีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ที่จะเป็นดาวเคราะห์แคระ

ภาพถ่ายของดาวเคราะห์แคระเซเรส ในสายตามนุษย์ ปรากฏเป็นสีน้ำตาลปนทรายและมีรอยหลุมอุกกาบาต
ภาพถ่ายของเซเรสซึ่งเป็นดาวเคราะห์แคระในแถบดาวเคราะห์น้อยหลักนี้ถ่ายโดยยานอวกาศ Dawn ของ NASA NASA/JPL-คาลเทค/UCLA/MPS/DLR/IDA
เกี่ยวกับดาวเคราะห์แคระ
ดาวเคราะห์แคระไม่มีอะไรเหมือนโลก

พวกมันมีขนาดเล็กกว่ามากตามชื่อของมัน ดาวพลูโตและเอริสซึ่งเป็นดาวแคระที่ใหญ่ที่สุด มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าหนึ่งในห้าของโลก

พวกมันก็มีมวลน้อยกว่าเช่นกัน ตัวอย่างเช่น โลกมี มวล มากกว่าเซเรสประมาณ 6,400 เท่า นั่นก็เหมือนกับการเปรียบเทียบวาฬเพชฌฆาตสองตัวกับหนูตะเภา

และดาวเคราะห์แคระก็เย็น อุณหภูมิเฉลี่ยของดาวพลูโตอยู่ที่ประมาณลบ 400 องศาฟาเรนไฮต์ (ลบ 240 องศาเซลเซียส)

ภาพถ่ายดาวพลูโตและหนึ่งในห้าบริวารของมัน ชารอน
ภาพถ่ายดาวพลูโตและหนึ่งในห้าบริวารของมัน ชารอน ยกเว้นเซเรส ดาวเคราะห์แคระทุกดวงมีดวงจันทร์อย่างน้อยหนึ่งดวง ชารอนมีขนาดเกือบครึ่งหนึ่งของดาวพลูโต NASA/ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของมหาวิทยาลัย Johns Hopkins/สถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้
สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงอยู่บนดาวเคราะห์แคระได้หรือไม่?
สิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องมีสามสิ่ง ได้แก่ น้ำของเหลว แหล่งพลังงาน และโมเลกุลอินทรีย์ ซึ่งก็คือโมเลกุลที่มีคาร์บอน

ใต้พื้นผิวดาวพลูโตมากกว่า 161 กิโลเมตร อาจมีมหาสมุทรน้ำขนาดมหึมาที่มีน้ำของเหลวอยู่ นี่อาจเป็นจริงสำหรับโลกแถบไคเปอร์อื่นๆ ด้วยเช่นกัน เซเรสยังมีน้ำใต้ผิวดินซึ่งเป็นเศษของสิ่งที่อาจเป็นมหาสมุทรโลกโบราณ

โมเลกุลอินทรีย์มีอยู่มากมายทุกที่ในระบบสุริยะของเราพบได้บนเซเรสและดาวพลูโต

แต่องค์ประกอบหนึ่งที่ขาดหายไปสำหรับดาวเคราะห์แคระทั้งหมดคือแหล่งพลังงาน

แสงแดดจะไม่ทำงาน โดยเฉพาะดาวแคระแถบไคเปอร์ พวกมันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากเกินไป ในการที่จะไปถึงแถบนั้น แสงจะต้องเดินทางมากกว่า 2.7 พันล้านไมล์ (4.4 พันล้านกิโลเมตร) เมื่อถึงเวลาที่แสงแดดส่องถึงโลกอันห่างไกลเหล่านี้ มันก็อ่อนเกินไปที่จะทำให้โลกร้อนขึ้นอย่างมาก

และดาวเคราะห์แคระทุกดวงมีขนาดเล็กเกินไปที่จะกักเก็บความร้อนภายในที่หลงเหลือจากการก่อตัวของระบบสุริยะ

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบสิ่งมีชีวิตบนโลกในสถานที่ที่เป็นอันตรายที่สุดเท่าที่จะจินตนาการได้ ใกล้ก้นมหาสมุทร ลึกลงไปในดินหลายไมล์ และแม้แต่ในภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ เมื่อพูดถึงสิ่งมีชีวิตในระบบสุริยะของเรา อย่าพูดว่าไม่เคยเลย นักวิทยาศาสตร์ที่ห้องทดลองในอังกฤษได้ทำลายสถิติปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ในระหว่างปฏิกิริยาฟิวชันที่ควบคุมและยั่งยืน การผลิตพลังงาน 59 เมกะจูลในเวลาห้าวินาทีที่การทดลอง Joint European Torus หรือ JET ในอังกฤษได้รับการขนานนามว่าเป็น “ความก้าวหน้า” จากสำนักข่าวบางแห่งและทำให้เกิดความตื่นเต้นอย่างมากในหมู่นักฟิสิกส์ แต่แนวทางทั่วไปเกี่ยวกับการผลิตไฟฟ้าฟิวชันก็คือ “ อีก 20 ปีข้างหน้าเสมอ ”

เราเป็นนักฟิสิกส์นิวเคลียร์และวิศวกรนิวเคลียร์ที่ศึกษาวิธีพัฒนานิวเคลียร์ฟิวชันแบบควบคุมเพื่อจุดประสงค์ในการผลิตไฟฟ้า

ผลลัพธ์ของ JET แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่น่าทึ่งในการทำความเข้าใจฟิสิกส์ของฟิวชัน แต่ที่สำคัญไม่แพ้กัน มันแสดงให้เห็นว่าวัสดุใหม่ที่ใช้สร้างผนังด้านในของเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันทำงานได้ตามที่ตั้งใจไว้ ความจริงที่ว่าการก่อสร้างกำแพงใหม่ทำงานได้ดีพอๆ กัน คือสิ่งที่แยกผลลัพธ์เหล่านี้ออกจากเหตุการณ์สำคัญครั้งก่อน และยกระดับการหลอมรวมของแม่เหล็กจากความฝันสู่ความเป็นจริง

แผนภาพแสดงอนุภาคสองตัวที่หลอมรวมเข้าด้วยกันและผลิตภัณฑ์ผลลัพธ์
เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นจะทุบไฮโดรเจนสองรูปแบบเข้าด้วยกัน (ด้านบน) เพื่อหลอมรวมกัน ทำให้เกิดฮีเลียมและนิวตรอนพลังงานสูง (ด้านล่าง) ไวกิส/วิกิมีเดียคอมมอนส์
หลอมรวมอนุภาคเข้าด้วยกัน
นิวเคลียร์ฟิวชันคือการรวมนิวเคลียสของอะตอมสองตัวเข้าด้วยกันเป็นนิวเคลียสสารประกอบเดียว จากนั้นนิวเคลียสนี้จะแตกตัวและปล่อยพลังงานออกมาในรูปของอะตอมและอนุภาคใหม่ที่เร่งปฏิกิริยาออกไป โรงไฟฟ้าฟิวชันจะจับอนุภาคที่หลุดออกมาและใช้พลังงานของพวกมันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

มีหลายวิธีในการควบคุมฟิวชันบนโลกอย่างปลอดภัย การวิจัยของเรามุ่งเน้นไปที่แนวทางของ JET โดยใช้สนามแม่เหล็กอันทรงพลังเพื่อจำกัดอะตอมจนกว่าพวกมันจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงพอที่จะหลอมละลาย

เชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ในปัจจุบันและอนาคตคือไฮโดรเจนสองไอโซโทปที่แตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีโปรตอนเพียงตัวเดียว แต่มีนิวตรอนจำนวนต่างกัน เรียกว่าดิวทีเรียมและทริเทียม ไฮโดรเจนปกติมีโปรตอนหนึ่งตัวและไม่มีนิวตรอนในนิวเคลียส ดิวเทอเรียมมีโปรตอนหนึ่งตัวและนิวตรอนหนึ่งตัวในขณะที่ไอโซโทปมีโปรตอนหนึ่งตัวและนิวตรอนสองตัว

เพื่อให้ปฏิกิริยาฟิวชันประสบความสำเร็จ อะตอมของเชื้อเพลิงจะต้องร้อนมากเสียก่อนจนอิเล็กตรอนแตกตัวออกจากนิวเคลียส สิ่งนี้จะสร้างพลาสมา ซึ่งเป็นกลุ่มของไอออนบวกและอิเล็กตรอน จากนั้นคุณจะต้องให้ความร้อนพลาสมานั้นต่อไปจนกว่าจะมีอุณหภูมิสูงกว่า 200 ล้านองศาฟาเรนไฮต์ (100 ล้านเซลเซียส) พลาสมานี้จะต้องถูกเก็บไว้ในพื้นที่จำกัดที่มีความหนาแน่นสูง เป็นระยะเวลานานเพียงพอที่อะตอมของเชื้อเพลิงจะชนกันและหลอมรวมเข้าด้วยกัน

เพื่อควบคุมฟิวชันบนโลก นักวิจัยได้พัฒนาอุปกรณ์รูปโดนัทที่เรียกว่าโทคามักส์ซึ่งใช้สนามแม่เหล็กในการกักเก็บพลาสมา เส้นสนามแม่เหล็กที่พันรอบด้านในของโดนัททำหน้าที่เหมือนรางรถไฟที่มีไอออนและอิเล็กตรอนติดตาม ด้วยการฉีดพลังงานเข้าไปในพลาสมาและทำให้ร้อนขึ้น ก็เป็นไปได้ที่จะเร่งอนุภาคเชื้อเพลิงให้มีความเร็วสูงจนเมื่ออนุภาคชนกัน นิวเคลียสของเชื้อเพลิงจะหลอมรวมเข้าด้วยกัน แทนที่จะกระเด้งออกจากกัน เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น พวกมันจะปล่อยพลังงานออกมาโดยส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของนิวตรอนที่เคลื่อนที่เร็ว

ในระหว่างกระบวนการฟิวชัน อนุภาคเชื้อเพลิงจะค่อยๆ ลอยออกจากแกนกลางที่ร้อนและหนาแน่น และชนกับผนังด้านในของถังฟิวชันในที่สุด เพื่อป้องกันไม่ให้ผนังเสื่อมโทรมเนื่องจากการชนเหล่านี้ ซึ่งในทางกลับกันยังปนเปื้อนเชื้อเพลิงฟิวชันด้วย เครื่องปฏิกรณ์จึงถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ส่งอนุภาคที่เอาแต่ใจไปยังห้องที่หุ้มเกราะหนาที่เรียกว่าไดเวเตอร์เตอร์ วิธีนี้จะปั๊มอนุภาคที่ถูกเบี่ยงเบนออกไปและขจัดความร้อนส่วนเกินออกเพื่อปกป้องโทคามัค

เครื่องจักรท่อและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่และซับซ้อน
การทดลองฟิวชั่นแม่เหล็ก JET ถือเป็นโทคามักที่ใหญ่ที่สุดในโลก EFDA JET/วิกิมีเดียคอมมอนส์ , CC BY-SA
ผนังก็มีความสำคัญ
ข้อจำกัดที่สำคัญของเครื่องปฏิกรณ์ในอดีตคือความจริงที่ว่าเครื่องเปลี่ยนเส้นทางไม่สามารถรอดจากการถูกทิ้งระเบิดด้วยอนุภาคอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานกว่าสองสามวินาที เพื่อให้พลังงานฟิวชันทำงานได้ในเชิงพาณิชย์ วิศวกรจำเป็นต้องสร้างภาชนะ tokamak ที่จะคงอยู่ได้นานหลายปีภายใต้เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการฟิวชัน

ผนังเปลี่ยนทางคือการพิจารณาอันดับแรก แม้ว่าอนุภาคเชื้อเพลิงจะเย็นกว่ามากเมื่อไปถึงตัวเปลี่ยนทิศทาง แต่พวกมันยังคงมีพลังงานเพียงพอที่จะ ทำให้อะตอมหลุดออกจากวัสดุ ผนังของตัวเปลี่ยนทิศทางเมื่อชนกับมัน ก่อนหน้านี้ ไดเวอร์เตอร์ของ JET มีผนังที่ทำจากกราไฟท์ แต่กราไฟท์ดูดซับและดักจับเชื้อเพลิงมากเกินไปสำหรับการใช้งานจริง

ประมาณปี 2011 วิศวกรของ JET ได้อัพเกรดตัวเปลี่ยนทิศทางและผนังด้านในของถังให้เป็นทังสเตน ทังสเตนถูกเลือกส่วนหนึ่งเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวสูงที่สุดในบรรดาโลหะใดๆ ซึ่งเป็นลักษณะที่สำคัญอย่างยิ่งเมื่อตัวเปลี่ยนทิศทางมีแนวโน้มที่จะเผชิญกับภาระความร้อนสูงกว่ากรวยจมูกของกระสวยอวกาศที่กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก เกือบ 10 เท่า ผนังด้านในของ tokamak ได้รับการอัพเกรดจากกราไฟท์เป็นเบริลเลียม เบริลเลียมมีคุณสมบัติทางความร้อนและทางกลที่ดีเยี่ยมสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน โดยดูดซับเชื้อเพลิงได้น้อยกว่ากราไฟท์ แต่ยังคงสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้

พลังงานที่ JET สร้างขึ้นเป็นสิ่งที่พาดหัวข่าว แต่เราขอแย้งว่าในความเป็นจริงแล้วมันคือการใช้วัสดุผนังใหม่ซึ่งทำให้การทดลองน่าประทับใจอย่างแท้จริง เพราะอุปกรณ์ในอนาคตจะต้องการผนังที่แข็งแกร่งกว่านี้เพื่อทำงานที่พลังงานสูงในระยะเวลานานขึ้น ของเวลา JET เป็นการพิสูจน์แนวคิดที่ประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันรุ่นต่อไป

ภาพวาดของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีห้องหลายห้องล้อมรอบ
เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน ITER ดังที่เห็นในแผนภาพนี้ กำลังจะรวมบทเรียนของ JET เข้าไปด้วย แต่จะมีขนาดที่ใหญ่กว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge, ITER Tokamak และ Plant Systems/WikimediaCommons , CC BY
เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันถัดไป
JET tokamak เป็นเครื่องปฏิกรณ์แม่เหล็กฟิวชันที่ใหญ่ที่สุดและทันสมัยที่สุดที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน แต่เครื่องปฏิกรณ์รุ่นต่อไปอยู่ในการดำเนินงานแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทดลอง ITERซึ่งมีกำหนดจะเริ่มดำเนินการในปี 2570 ITER ซึ่งเป็นภาษาลาตินที่แปลว่า “หนทาง” กำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างในฝรั่งเศส และได้รับทุนสนับสนุนและกำกับโดยองค์กรระหว่างประเทศที่ รวมถึงสหรัฐอเมริกาด้วย

ITER จะใช้ความก้าวหน้าด้านวัสดุหลายอย่างที่ JET แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้ได้ แต่ก็มีความแตกต่างที่สำคัญบางประการเช่นกัน ประการแรก ITER มีขนาดใหญ่มาก ห้องฟิวชั่นมีความสูง 37 ฟุต (11.4 เมตร) และกว้าง 19.4 เมตร ซึ่งใหญ่กว่า JET มากกว่าแปดเท่า นอกจากนี้ ITER จะใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดที่สามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่มีกำลังแรงขึ้นได้ในระยะเวลานานกว่าเมื่อเทียบกับแม่เหล็กของ JET ด้วยการอัพเกรดเหล่านี้ ITER คาดว่าจะทำลายสถิติฟิวชั่นของ JET ทั้งในด้านการผลิตพลังงานและระยะเวลาที่ปฏิกิริยาจะทำงาน

นอกจากนี้ ITER ยังคาดหวังว่าจะทำอะไรบางอย่างที่เป็นหัวใจสำคัญของแนวคิดเรื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟิวชัน โดยผลิตพลังงานได้มากกว่าที่ใช้ในการให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิง แบบจำลองคาดการณ์ว่า ITER จะผลิตพลังงานได้ประมาณ 500 เมกะวัตต์อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 400 วินาที ในขณะที่ใช้พลังงานเพียง 50 เมกะวัตต์เพื่อให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิง นี่หมายความว่าเครื่องปฏิกรณ์ผลิตพลังงานได้มากกว่าที่ใช้ถึง 10 เท่าซึ่งเป็นการปรับปรุงที่เหนือกว่า JET อย่างมาก ซึ่งต้องใช้พลังงานในการให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิงประมาณ 3 เท่ามากกว่าที่ผลิตได้สำหรับสถิติ 59 เมกะจูลล่าสุด

บันทึกล่าสุดของ JET แสดงให้เห็นว่าการวิจัยหลายปีในสาขาฟิสิกส์พลาสมาและวัสดุศาสตร์ได้ให้ผลดี และนำนักวิทยาศาสตร์มาสู่หน้าประตูบ้านของการควบคุมฟิวชันสำหรับการผลิตพลังงาน ITER จะช่วยก้าวกระโดดครั้งใหญ่ไปสู่เป้าหมายของโรงไฟฟ้าฟิวชันระดับอุตสาหกรรม