ดวงอาทิตย์เทียม: แหล่งพลังงานที่ไม่มีที่สิ้นสุด

จีนก้าวล้ำไปอีกขั้นหนึ่งเหนือจินตนาการทางวิทยาศาสตร์ กลายเป็นประเทศแรกที่ประสบความสำเร็จในการพัฒนาสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า "ดวงอาทิตย์จิ๋ว" หรือ "ดวงอาทิตย์เทียม" ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่แทบจะไม่มีที่สิ้นสุดโดยอาศัยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง แม้จะไม่ใช่ดวงอาทิตย์ดวงที่สองอย่างแท้จริง แต่การทดลองนี้ก็เป็นการจำลองระบบที่คล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์มาก ซึ่งก็เกิดจากการหลอมรวมนิวเคลียร์ฟิวชันเช่นกัน

การทดลองนี้เรียกว่า EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) ริเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2539 แม้ว่าจะเพิ่งเริ่มดำเนินการในปี พ.ศ. 2549 ก็ตาม อย่างไรก็ตาม โครงการนี้เพิ่งเริ่มใช้งานได้จริงเมื่อไม่นานมานี้ หลังจากการลงทุนและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เป็นเวลาหลายปี อุปกรณ์นี้เป็นอุปกรณ์แรกของโลก เป็นโทคาแมกตัวนำยิ่งยวดตัวแรก เป้าหมายเดิมคือการจำลองพารามิเตอร์ทางกายภาพของดวงอาทิตย์และข้อกำหนดทางวิศวกรรมของโครงการ ITER ความสำเร็จนี้ทำให้จีนกลายเป็นมาตรฐานทางเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้ 

ของแบบจำลอง LSSF

ระยะทดลองและบันทึกความก้าวหน้า

• 2006–2007: ขั้นแรก พลาสมาถูกคงไว้เพียง 3 วินาทีด้วยกระแสไฟฟ้า 200 kA หลังจากนั้นไม่นาน ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2550 พลาสมาถูกคงไว้เกือบ 5 วินาทีด้วยกระแสไฟฟ้า 500 kA
• 2010–2011: ตั้งแต่ปี 2010 เป็นต้นมา EAST ประสบความสำเร็จในการสร้างพลาสมาที่มีการจำกัดปริมาณสูง ซึ่งพวกเขาเรียกว่า (โหมด H) โดยใช้คลื่นความถี่ต่ำ และตั้งแต่ปี 2011 เป็นต้นมา พวกเขาก็สามารถก้าวหน้าได้อย่างมาก โดยสามารถรักษาอุณหภูมิของพลาสมาไว้ที่อุณหภูมิ 50 ล้านเคลวินเป็นเวลา 30 วินาที 
• 2017–2018: ในเดือนกรกฎาคม 2017 โทคาแมกสามารถรักษาโหมด H ได้นานกว่า 100 วินาที ซึ่งเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากผลลัพธ์ในปี 2011 และในเดือนพฤศจิกายน 2018 ก็ทำได้ในเวลาเดียวกัน แต่มีความแตกต่างคือไปถึงอุณหภูมิอิเล็กทรอนิกส์สองเท่า ซึ่งไปถึง 100 ล้านองศา

ดวงอาทิตย์เทียม: บันทึกมิลลิเมตรและเฟสสุดท้าย

• 2021: EAST บันทึกพลาสมาได้เกือบ 120 ล้านองศา โดยรักษาระดับพลาสมาไว้ได้นาน 101 วินาที และเมื่อสิ้นปีเดียวกันในเดือนธันวาคม อุณหภูมิสามารถบันทึกได้ถึง 1,056 วินาที (นานกว่า 17 นาทีเล็กน้อย) ซึ่งถือว่าก้าวหน้าไปมากแล้ว
• 2023: ณ จุดนี้ โครงการได้เข้าสู่ขั้นตอนสุดท้ายแล้ว โดยสามารถรักษาพลาสมาไว้ได้เกือบ 10 นาที ซึ่งถือเป็นเรื่องเหลือเชื่อสำหรับนักวิทยาศาสตร์หลายๆ คน 
• 20 มกราคม 2568: ขณะนี้จีนสามารถรักษาพลาสมาไว้ได้นานเกือบ 20 นาที ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน การสร้างดวงอาทิตย์ขนาดเล็กเพียง 20 นาที เพียงพอที่จะสร้างพลังงานมหาศาลมหาศาล

นวัตกรรมที่เกิดจากดวงอาทิตย์เทียม

แม้ว่าดวงอาทิตย์เทียมจะยังไม่ถึงจุดที่จุดติดไฟได้อย่างต่อเนื่อง แต่จุด 20 นาทีนี้ก็ทำหน้าที่ได้จริงหลายอย่างในสนามพลังงานแล้ว

นอกจากนี้ การทดลองนี้ยังทำลายสถิติอุณหภูมิ ซึ่งร้อนกว่าอุณหภูมิสูงสุดของเตาไมโครเวฟในบ้านถึง 70,000 เท่า EAST ยังบันทึกการค้นพบที่สำคัญเกี่ยวกับโหมดการกักเก็บ ระยะเวลาพัลส์ อุณหภูมิ และความหนาแน่นของพลาสมา องค์ประกอบเหล่านี้มีความสำคัญและจำเป็นสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต เช่น ITER และ CFETR 

บริบททางวิทยาศาสตร์ระดับโลก 

แม้ว่าโครงการ EAST จะเป็นโครงการของจีน แต่ปัจจุบันเป็นพื้นที่ทดสอบแบบเปิดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ทั้งชาวจีนและชาวต่างชาติ โครงการนี้มีส่วนสนับสนุนโครงการต่างๆ มากมาย เช่น โครงการ ITER (ตั้งอยู่ทางตอนใต้ของฝรั่งเศส) ซึ่งจีนก็มีส่วนร่วมด้วยเกือบ 10% ของการก่อสร้างและการดำเนินงาน

ประวัติศาสตร์ของบันทึกและการทดลองรับประกันข้อมูลเชิงลึกเชิงปฏิบัติเพื่อพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ทดสอบวิศวกรรมฟิวชันของจีน ซึ่งจะเป็น "ดวงอาทิตย์เทียม" รุ่นต่อไปในประเทศจีน