# ดวงดาวในขวดแม่เหล็ก

> ฟิวชันคือพลังงานที่หล่อเลี้ยงดาวทุกดวง ลองชั่งน้ำหนักอะตอมเพื่อดูว่าพลังงานมาจากไหน ดันนิวเคลียสสองตัวเข้าหากำแพงที่กั้นมันไว้ บิดสนามแม่เหล็กในโทคาแมก ยิงเลเซอร์บีบแคปซูลเชื้อเพลิง แล้วดูว่าทำไมการสร้างดวงดาวบนโลกจึงใช้เวลามาแล้วกว่าเจ็ดสิบปีและยังไม่จบ

Interactive film: https://www.planetpast.com/stories/nuclear-fusion/?lang=th  
Publisher: PlanetPast (https://www.planetpast.com/) · เผยแพร่ 2026-10-13 · Physics, Technology

## บทนำ

### ดวงดาวในขวดแม่เหล็ก
*ตุลาคม 2026 · ทางใต้ของฝรั่งเศส*

ชิ้นส่วนยักษ์ชิ้นสุดท้ายของการทดลองฟิวชันที่ใหญ่ที่สุดในโลกมาถึงแล้ว แต่การทำให้ฟิวชันใช้งานได้บนโลกยังเป็นโจทย์ที่ยากที่สุดข้อหนึ่งของฟิสิกส์

ต้นเดือนตุลาคม 2026 ชิ้นส่วนเหล็กยักษ์ชิ้นสุดท้ายจากทั้งหมดเก้าชิ้นของห้องสุญญากาศของ ITER ถูกส่งถึงไซต์ก่อสร้างทางใต้ของฝรั่งเศส แต่ละชิ้นหนักราวสี่ร้อยสี่สิบตัน เมื่อประกอบกันจะเป็นห้องรูปโดนัทของการทดลองฟิวชันที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา ภายในนั้น แก๊สที่ร้อนกว่าใจกลางดวงอาทิตย์หลายเท่าจะหลอมอะตอมเข้าด้วยกันและปล่อยพลังงานออกมา แบบเดียวกับที่ดาวทุกดวงทำ นักฟิสิกส์ไล่ตามความฝันนี้มาเจ็ดสิบปีแล้ว ทำไมการสร้างดวงดาวบนโลกจึงยากนัก

บทนำ · ทำไมข่าวนี้จึงสำคัญ

#### ดวงดาวในขวดแม่เหล็ก

ต้นเดือนตุลาคม 2026 หน่วยงาน Fusion for Energy ของสหภาพยุโรปส่งมอบชิ้นส่วนสุดท้ายจากทั้งหมดเก้าชิ้นของห้องสุญญากาศ (vacuum vessel) ของ ITER ถึงไซต์ที่กาดาราช (Cadarache) ทางใต้ของฝรั่งเศส ITER ระบุว่าชิ้นส่วนหลักทุกชิ้นของตัวเครื่องอยู่ในไซต์ครบแล้ว แต่โครงการนี้ล่าช้ากว่ากำหนดหลายปี และจะเริ่มหลอมดิวทีเรียมกับทริเทียมได้จริงในปี 2039 การจะเข้าใจว่าทำไมฟิวชันจึงคุ้มค่าที่จะทุ่มเทขนาดนี้ และทำไมจึงยากนัก ต้องเริ่มจากอะตอม

- **ห้องสุญญากาศ**: 9 ชิ้น ยุโรปสร้าง 5 ชิ้น เกาหลีใต้ 4 ชิ้น
- **แต่ละชิ้น**: ~440 ตัน สูงกว่า 14 เมตร

- **สมาชิก ITER**: จีน สหภาพยุโรป อินเดีย ญี่ปุ่น รัสเซีย เกาหลีใต้ สหรัฐฯ ไทยเป็นหนึ่งในประเทศที่มีข้อตกลงความร่วมมือ

ฉากแสดงโทคาแมก (tokamak) แบบง่ายพร้อมชิ้นส่วนห้องสุญญากาศเก้าชิ้น ชิ้นด้านหน้าซึ่งมาถึงเป็นชิ้นสุดท้ายจะเลื่อนเข้าที่ รูปทรงและสัดส่วนเป็นภาพประกอบ

วิธีใช้: เลือกบทใต้ฉาก หรือกด ← → เพื่อเปลี่ยนขั้น · ▶ เล่นขั้นนั้น · ลากเพื่อหมุน เลื่อนหรือถ่างนิ้วเพื่อซูม · ปุ่มในกล่องบนฉากใช้ควบคุมการทดลอง · “เล่นภาพยนตร์” จะเล่นทุกขั้นแบบเต็มจอ

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [World Nuclear News: Europe delivers final ITER vacuum vessel sector (5 Oct 2026)](https://world-nuclear-news.org/articles/europe-delivers-final-iter-vacuum-vessel-sector); [American Nuclear Society, Nuclear Newswire: fusion news (Sep–Oct 2026)](https://www.ans.org/news/topic-fusion/); [Wikipedia: ITER](https://en.wikipedia.org/wiki/ITER); [ITER Organization: 2024 baseline press summary](https://iter.org/sites/default/files/media/2024-07/baseline_press_conference_summary_july-2024_b.pdf)

## บทที่ I · ชั่งน้ำหนักอะตอม

### ชั่งน้ำหนักอะตอม
*1905 · อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์*

วางเชื้อเพลิงไว้บนตาชั่งข้างหนึ่ง วางเถ้าไว้อีกข้าง เถ้าเบากว่า

เริ่มจากตาชั่งคู่หนึ่ง ทางซ้ายคือนิวเคลียสของดิวทีเรียมหนึ่งตัวกับทริเทียมหนึ่งตัว ซึ่งเป็นไฮโดรเจนชนิดหนัก ทางขวาคือสิ่งที่ได้เมื่อมันหลอมรวมกัน คือนิวเคลียสฮีเลียมหนึ่งตัวกับนิวตรอนอิสระหนึ่งตัว โปรตอนและนิวตรอนชุดเดิม แค่จัดเรียงใหม่ แต่ข้างขวากลับเบากว่า ราวสี่ในสิบของหนึ่งเปอร์เซ็นต์ มวลที่หายไปนั้นไม่ได้สูญหาย ในปี 1905 ไอน์สไตน์แสดงว่ามวลกับพลังงานเป็นสิ่งเดียวกันในสองรูปแบบ คือ E เท่ากับ m c กำลังสอง นำมวลที่หายไปคูณด้วยความเร็วแสงยกกำลังสอง จะได้พลังงานของฟิวชันหนึ่งครั้ง คือ 17.6 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์

บทที่ I · ขั้นที่ 1 · มวลพร่อง

#### ชั่งน้ำหนักอะตอม

เมื่อชั่งอย่างละเอียด ผลผลิตของปฏิกิริยาฟิวชันหนักน้อยกว่าเชื้อเพลิง ส่วนต่างนี้เรียกว่ามวลพร่อง (mass defect) ซึ่งออกไปในรูปพลังงานตามหลักการสมมูลมวล–พลังงานของไอน์สไตน์ E = mc²

²H + ³H → ⁴He + n

- **ก่อน (ดิวทีเรียม + ทริเทียม)**: 5.030151 u มวลอะตอม AME2020
- **หลัง (ฮีเลียม-4 + นิวตรอน)**: 5.011268 u u = หน่วยมวลอะตอม

- **มวลที่หายไป**: 0.018883 u 0.375% ของเชื้อเพลิง
- **พลังงานที่ปล่อยออกมา**: 17.59 MeV 0.018883 u × 931.494 MeV ต่อ u

การแตกตัวของยูเรเนียมในเครื่องปฏิกรณ์ฟิชชันเปลี่ยนมวลเป็นพลังงานได้เพียงราว 0.1% กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เปรียบไว้ว่า พลังงานฟิวชันจากเชื้อเพลิงดิวทีเรียม–ทริเทียม 1 กรัม เท่ากับพลังงานจากน้ำมันราว 2,400 แกลลอน (ประมาณ 9,000 ลิตร)

กดปุ่ม “หลอมรวม” เพื่อดูปฏิกิริยา ความเอียงของตาชั่งถูกขยายให้เห็นชัด เพราะ 0.4% แทบไม่ทำให้ตาชั่งจริงขยับ

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Atomic Mass Evaluation 2020 (IAEA Nuclear Data Section)](https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2020/mass_1.mas20.txt); [Wikipedia: Mass–energy equivalence](https://en.wikipedia.org/wiki/Mass%E2%80%93energy_equivalence); [Wikipedia: Nuclear fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion); [US Department of Energy: DOE Explains… Deuterium–Tritium Fusion Fuel](https://www.energy.gov/science/doe-explainsdeuterium-tritium-fusion-reactor-fuel)

### ทำไมดาวจึงส่องแสง และเครื่องปฏิกรณ์จึงแยกอะตอม
*ฟิสิกส์นิวเคลียร์ · กราฟพลังงานยึดเหนี่ยว*

นิวเคลียสเบาได้พลังงานจากการรวมกัน นิวเคลียสหนักได้จากการแตกออก ทั้งสองทางมุ่งไปสู่เหล็ก

ทำไมการหลอมรวมจึงทำให้มวลหายไป นิวเคลียสยึดกันไว้ด้วยแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม และเมื่ออนุภาคในนิวเคลียสจับกัน จะปล่อยพลังงานออกมา กราฟนี้บอกว่านิวเคลียสแต่ละชนิดยึดกันแน่นแค่ไหน คือพลังงานยึดเหนี่ยวต่อโปรตอนหรือนิวตรอนหนึ่งตัว หน่วยเป็นล้านอิเล็กตรอนโวลต์ กราฟไต่ขึ้นชันจากไฮโดรเจน กระโดดขึ้นที่ฮีเลียม-4 และขึ้นสูงสุดแถวเหล็กกับนิกเกิล จากนั้นค่อยๆ ลดลง ดังนั้นการรวมนิวเคลียสเบาเข้าด้วยกันคือการไต่ขึ้นกราฟ และปล่อยพลังงานออกมา นั่นคือฟิวชัน การแยกนิวเคลียสที่หนักที่สุดอย่างยูเรเนียมก็ไต่ขึ้นกราฟเช่นกัน แต่จากอีกฝั่ง นั่นคือฟิชชัน พลังงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทุกวันนี้ เมื่อเทียบน้ำหนักต่อน้ำหนัก ฟิวชันของดิวทีเรียมกับทริเทียมให้พลังงานมากกว่าการแยกยูเรเนียมราวสี่เท่า

บทที่ I · ขั้นที่ 2 · กราฟพลังงานยึดเหนี่ยว

#### ทำไมดาวจึงส่องแสง และเครื่องปฏิกรณ์จึงแยกอะตอม

แต่ละแท่งคือเลขมวลหนึ่งค่า ตั้งแต่ไฮโดรเจน-2 ถึงยูเรเนียม ความสูงของแท่งคือพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออน (binding energy per nucleon) ของนิวเคลียสที่ยึดกันแน่นที่สุดที่มีจำนวนโปรตอนรวมนิวตรอนเท่านั้น การขยับขึ้นกราฟ ไม่ว่าจะด้วยการรวมนิวเคลียสเบาหรือแยกนิวเคลียสหนัก จะปล่อยส่วนต่างออกมาเป็นพลังงาน

- **ดิวทีเรียม ²H**: 1.112 MeV
- **ฮีเลียม-4**: 7.074 MeV
- **เหล็ก-56**: 8.790 MeV มวลต่อนิวคลีออนต่ำที่สุด
- **นิกเกิล-62**: 8.795 MeV ยึดกันแน่นที่สุดต่อนิวคลีออน
- **ยูเรเนียม-235**: 7.591 MeV
- **ยูเรเนียม-238**: 7.570 MeV

- ฟิวชัน: ²H + ³H → ⁴He + n ปล่อย 17.6 MeV หรือราว 3.5 MeV ต่อเชื้อเพลิงหนึ่งนิวคลีออน

- ฟิชชัน: ตัวอย่างการแตกตัวแบบหนึ่ง ²³⁵U + n → ¹⁴¹Ba + ⁹²Kr + 3n ปล่อยราว 173 MeV โดยเฉลี่ยการแตกตัวของยูเรเนียม-235 ปล่อยราว 200 MeV หรือไม่ถึง 0.9 MeV ต่อนิวคลีออน

ใช้ปุ่มเพื่อติดตามแต่ละปฏิกิริยาบนกราฟ ค่าทั้งหมดมาจาก Atomic Mass Evaluation ปี 2020 ส่วน “ราวสี่เท่า” เทียบ 17.6 MeV ต่อ 5 นิวคลีออน กับ 202.5 MeV ต่อ 236 นิวคลีออน

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Atomic Mass Evaluation 2020 (IAEA Nuclear Data Section)](https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2020/mass_1.mas20.txt); [Wikipedia: Nuclear binding energy](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_binding_energy); [Wikipedia: Uranium-235](https://en.wikipedia.org/wiki/Uranium-235)

## บทที่ II · ดวงดาวกับน้ำทะเล

### ดวงดาวโกงด้วยแรงโน้มถ่วง
*ดวงอาทิตย์ · และสูตรสำหรับโลก*

ดวงอาทิตย์เผาไฟช้าๆ ได้ แต่บนโลกเราต้องใช้เชื้อเพลิงที่ติดไฟเร็วที่สุดเท่าที่มี

ดวงอาทิตย์หลอมไฮโดรเจนราวหกร้อยล้านตันทุกวินาที และมวลราวสี่ล้านตันในนั้นกลายเป็นแสงอาทิตย์ ใจกลางของมันร้อนเกือบสิบหกล้านองศา และแรงโน้มถ่วงบีบให้หนาแน่นถึงหนึ่งร้อยห้าสิบเท่าของน้ำ ถึงอย่างนั้น ปฏิกิริยาแรกของมันก็ช้ามาก โปรตอนตัวหนึ่งต้องรอเฉลี่ยราวเก้าพันล้านปีกว่าจะได้หลอมรวม เรารอนานขนาดนั้นไม่ได้ และยืมแรงโน้มถ่วงของดาวมาใช้ก็ไม่ได้ ฟิวชันบนโลกจึงใช้ปฏิกิริยาที่ง่ายที่สุดที่รู้จัก คือดิวทีเรียมกับทริเทียม มันรวมกันเป็นฮีเลียมกับนิวตรอน ฮีเลียมได้พลังงานไป 3.5 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ส่วนนิวตรอนที่วิ่งเร็วพาไป 14.1 ดิวทีเรียมมีมาก ราวหนึ่งในหกพันห้าร้อยอะตอมของไฮโดรเจนในน้ำทะเล ทริเทียมต่างหากที่เป็นปัญหา เดี๋ยวเราจะกลับมาเรื่องนี้

บทที่ II · ขั้นที่ 3 · ดวงดาวกับน้ำทะเล

#### ดวงดาวโกงด้วยแรงโน้มถ่วง

ดวงอาทิตย์ใช้ลูกโซ่โปรตอน–โปรตอน (proton–proton chain) เป็นหลัก ซึ่งเปลี่ยนโปรตอนสี่ตัวเป็นนิวเคลียสฮีเลียม-4 หนึ่งตัว ขั้นแรกของมันต้องอาศัยแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน จึงช้ามาก ดวงอาทิตย์ทำได้เพราะใจกลางของมันใหญ่มหาศาลและถูกแรงโน้มถ่วงบีบอัดไว้

- **อุณหภูมิใจกลางดวงอาทิตย์**: ~15.7 ล้าน K
- **ความหนาแน่นใจกลาง**: สูงถึง 150 ก./ซม.³ 150 เท่าของน้ำ

- **ไฮโดรเจนที่หลอมรวม**: ~600 ล้านตัน/วินาที ~4 ล้านตัน/วินาที กลายเป็นพลังงาน
- **เวลารอเฉลี่ยของโปรตอน**: ~9,000 ล้านปี ก่อนหลอมรวมครั้งแรก

#### เชื้อเพลิงสำหรับโลก

²H + ³H → ⁴He (3.5 MeV) + n (14.1 MeV)

- **ดิวทีเรียม**: 1 ใน ~6,500 อะตอมไฮโดรเจนในน้ำทะเล
- **ทริเทียม**: ครึ่งชีวิต 12.3 ปี แทบไม่มีในธรรมชาติ

ในฉาก นิวเคลียสฮีเลียมพาพลังงานไปหนึ่งในห้า นิวตรอนพาไปสี่ในห้า อนุภาคที่เบากว่าได้พลังงานไปมากกว่า ใช้ปุ่มเพื่อสลับระหว่างดวงอาทิตย์กับปฏิกิริยา D–T

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: Sun](https://en.wikipedia.org/wiki/Sun); [Wikipedia: Proton–proton chain](https://en.wikipedia.org/wiki/Proton%E2%80%93proton_chain); [Wikipedia: Nuclear fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion); [US Department of Energy: DOE Explains… Deuterium–Tritium Fusion Fuel](https://www.energy.gov/science/doe-explainsdeuterium-tritium-fusion-reactor-fuel); [Wikipedia: Tritium](https://en.wikipedia.org/wiki/Tritium)

## บทที่ III · กำแพงไฟฟ้า

### กำแพงที่กั้นนิวเคลียสไว้
*แรงผลักทางไฟฟ้า · กำแพงคูลอมบ์*

นิวเคลียสทั้งสองมีประจุบวก ยิ่งเข้าใกล้ ยิ่งผลักกันแรง

นี่คืออุปสรรคตัวจริง นิวเคลียสทุกตัวมีประจุบวก และประจุชนิดเดียวกันผลักกัน เส้นกราฟแสดงพลังงานที่ต้องใช้เพื่อดันนิวเคลียสสองตัวเข้าหากัน มันสูงขึ้นเหมือนกำแพง จนเมื่อเข้าใกล้กันมากๆ แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มจึงเข้ามาแทนและดึงทั้งคู่เข้าหากัน สำหรับดิวทีเรียมกับทริเทียม ยอดกำแพงอยู่ที่ราวหนึ่งแสนอิเล็กตรอนโวลต์ ถ้าจะปีนข้ามด้วยแรงล้วนๆ แก๊สต้องร้อนกว่าหนึ่งพันล้านองศา แต่นิวเคลียสเป็นไปตามกลศาสตร์ควอนตัม นิวเคลียสที่ชนกำแพงบางครั้งไปโผล่อีกฝั่งได้ มันทะลุผ่านไป เรียกว่าการทะลุอุโมงค์ควอนตัม ลองเลื่อนแถบอุณหภูมิดู ยิ่งแก๊สร้อน การชนยิ่งแรง กำแพงที่เหลือให้ทะลุก็ยิ่งบาง และโอกาสก็ยิ่งสูง

บทที่ III · ขั้นที่ 4 · กำแพงคูลอมบ์

#### กำแพงที่กั้นนิวเคลียสไว้

นิวเคลียสสองตัวผลักกันทางไฟฟ้าจนกว่าจะเข้าใกล้กันพอให้แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มดึงไว้ ยอดของกำแพงพลังงานนี้เรียกว่ากำแพงคูลอมบ์ (Coulomb barrier) สูงราว 0.1 MeV สำหรับดิวทีเรียมกับทริเทียม ตามฟิสิกส์ดั้งเดิม แก๊สต้องร้อนกว่าราว 1,200 ล้านเคลวิน จึงจะชนกันแรงขนาดนั้นได้

การทะลุอุโมงค์ควอนตัม (quantum tunnelling) ที่ฟรีดริช ฮุนด์ค้นพบในปี 1927 และจอร์จ กามอฟนำมาใช้กับนิวเคลียสในปี 1928 ทำให้นิวเคลียสผ่านกำแพงไปได้ด้วยความน่าจะเป็นเล็กน้อย ความน่าจะเป็นนี้เพิ่มขึ้นเร็วมากเมื่อพลังงานการชนสูงขึ้น

- **ความสูงกำแพง (D–T)**: ~100 keV
- **พลังงาน 1 keV**: ≈ 11.6 ล้าน K อุณหภูมิที่เทียบเท่า

ค่าในกล่องใช้สูตรประมาณแบบง่ายของกามอฟสำหรับการชนตรงๆ ที่พลังงานทั่วไป kT: P ≈ exp(−√(E_G/E)) โดย E_G ≈ 1,180 keV สำหรับ D–T พลาสมาจริงมีพลังงานกระจายหลายค่า (ดูขั้นถัดไป) รูปทรงของเส้นกราฟวาดเชิงคุณภาพ

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: Nuclear fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion); [Wikipedia: Gamow factor](https://en.wikipedia.org/wiki/Gamow_factor); [Wikipedia: Electronvolt](https://en.wikipedia.org/wiki/Electronvolt)

### ตัวเร็วไม่กี่ตัวก็พอ
*สถิติ · ยอดกามอฟ*

ในแก๊สร้อน ความเร็วของอนุภาคกระจายกันไป ฟิวชันเกิดจากตัวที่เร็วเป็นพิเศษซึ่งโชคดีด้วย

ในแก๊สร้อน อนุภาคไม่ได้มีพลังงานเท่ากันหมด ส่วนใหญ่ช้า มีเพียงไม่กี่ตัวที่เร็วกว่ามาก เส้นสีฟ้าบอกว่ามีอนุภาคกี่ตัวที่พลังงานแต่ละระดับ เส้นสีส้มคือโอกาสทะลุกำแพง ซึ่งเพิ่มขึ้นชันมากตามพลังงาน นำสองเส้นมาคูณกันจะได้ยอดสีขาว คือช่วงพลังงานแคบๆ ที่ฟิวชันเกือบทั้งหมดเกิดขึ้น เรียกว่ายอดกามอฟ ที่สิบหรือยี่สิบล้านองศา ช่วงนี้เล็กมาก เครื่องฟิวชันจึงตั้งเป้าที่หนึ่งร้อยถึงหนึ่งร้อยห้าสิบล้านองศาขึ้นไป ร้อนกว่าใจกลางดวงอาทิตย์ราวสิบเท่า

บทที่ III · ขั้นที่ 5 · ยอดกามอฟ

#### ตัวเร็วไม่กี่ตัวก็พอ

ปฏิกิริยาฟิวชันส่วนใหญ่ในพลาสมามาจากอนุภาคกลุ่มเล็กๆ ที่มีพลังงานสูงที่ปลายหางของการกระจาย เมื่อรวมจำนวนอนุภาคที่แต่ละพลังงานเข้ากับโอกาสทะลุกำแพง จะได้ช่วงพลังงานแคบๆ ที่ปฏิกิริยาเกิดขึ้นจริง เรียกว่ายอดกามอฟ (Gamow peak)

- **พลาสมาของ ITER**: 150–300 ล้าน °C สิบเท่าขึ้นไปของใจกลางดวงอาทิตย์
- **IAEA**: มากกว่า 100 ล้าน °C ที่ต้องใช้สำหรับฟิวชันบนโลก

- **อัตราปฏิกิริยา D–T ที่ 10 keV**: 1.1 × 10⁻¹⁶ ซม.³/วินาที ⟨σv⟩ เฉลี่ยแบบแมกซ์เวลล์
- **ที่ 20 keV**: 4.2 × 10⁻¹⁶ ซม.³/วินาที สูงขึ้นเกือบ 4 เท่า

เลื่อนแถบอุณหภูมิ อัตราปฏิกิริยาสัมพัทธ์ในกล่องประมาณค่าจากตารางอัตราปฏิกิริยา D–T ของ NRL Plasma Formulary ที่อ้างใน Wikipedia แต่ละเส้นถูกปรับมาตราส่วนให้พอดี เส้นสีขาวถูกขยาย

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: Nuclear fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion); [Wikipedia: Gamow factor](https://en.wikipedia.org/wiki/Gamow_factor); [ITER: Hot, hotter, hottest](https://www.iter.org/node/17127); [IAEA Bulletin: Safety in fusion](https://iaea.org/bulletin/safety-in-fusion)

## บทที่ IV · กฎของสามค่า

### กฎของสามค่า
*1955 · จอห์น ลอว์สัน*

ร้อนอย่างเดียวไม่พอ พลาสมาต้องหนาแน่น และต้องเก็บความร้อนไว้ได้นานพอ

การทำให้แก๊สร้อนขนาดนี้ต้องใช้พลังงาน และแก๊สร้อนที่กลายเป็นพลาสมาแล้วก็สูญเสียความร้อนอยู่ตลอดเวลา ในปี 1955 จอห์น ลอว์สันคำนวณเงื่อนไขที่ฟิวชันจะเลี้ยงตัวเองได้ นิวเคลียสฮีเลียมที่เกิดจากฟิวชันจะค้างอยู่ในพลาสมาและให้ความร้อนกับมัน เมื่อความร้อนนี้ชนะการสูญเสีย พลาสมาจะจุดติดและร้อนอยู่ได้เอง การจะไปถึงจุดนั้นต้องได้ผลคูณของสามค่าที่ใหญ่พอ คือความหนาแน่น อุณหภูมิ และเวลากักเก็บ ซึ่งก็คือพลาสมาเก็บความร้อนไว้ได้นานแค่ไหน สำหรับดิวทีเรียมกับทริเทียม เป้าหมายต่ำที่สุดที่ราว 14 กิโลอิเล็กตรอนโวลต์ หรือราว 160 ล้านองศา ลองเลื่อนแถบดูว่าพลาสมาแบบไหนจะจุดติด

บทที่ IV · ขั้นที่ 6 · เกณฑ์ของลอว์สัน

#### กฎของสามค่า

จอห์น ดี. ลอว์สันเขียนเงื่อนไขนี้ไว้ในรายงานลับเมื่อปี 1955 และตีพิมพ์ในปี 1957 พลาสมาจะจุดติด (ignition) เมื่อความร้อนจากผลผลิตฟิวชันของมันเองมากกว่าการสูญเสีย นิวตรอนหลุดออกไป ดังนั้นในพลาสมา D–T มีเพียงนิวเคลียสฮีเลียม 3.5 MeV เท่านั้นที่ให้ความร้อน

n · T · τ_E ≥ ~3 × 10²¹ keV·s/m³ (D–T)

- **อุณหภูมิที่ดีที่สุด (D–T)**: ~14 keV ≈ 160 ล้าน K
- **ผลคูณสามค่าที่ JT-60 รายงาน**: 1.53 × 10²¹ keV·s/m³ ราวครึ่งหนึ่งของเป้าหมาย

เส้นโค้งในฉากคำนวณจากเงื่อนไขการจุดติดแบบง่าย n·T·τ ≥ 12 T² / (E_α⟨σv⟩) โดยใช้ตารางอัตราปฏิกิริยา D–T และไม่คิดการสูญเสียจากการแผ่รังสี จุดต่ำสุดของมันตกอยู่ราว 3 × 10²¹ keV·s/m³ ที่ประมาณ 14 keV ตรงกับเกณฑ์ที่ตีพิมพ์ไว้ ยังไม่มีการทดลองใดทำได้ถึง

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: Lawson criterion](https://en.wikipedia.org/wiki/Lawson_criterion); [EUROfusion: Wendelstein 7-X sets world record for long-plasma triple product (2025)](https://euro-fusion.org/eurofusion-news/wendelstein-7-x-sets-world-record-for-long-plasma-triple-product/); [Wikipedia: Nuclear fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion)

## บทที่ V · ขวดแม่เหล็ก

### บิดขวดแม่เหล็ก
*1968 · โนโวซีบีสค์*

ไม่มีภาชนะใดแตะพลาสมาที่ร้อนขนาดนี้ได้ นักฟิสิกส์โซเวียตพบวิธีกักมันไว้ในสนามแม่เหล็กที่บิดเป็นเกลียว

ไม่มีผนังวัสดุใดทนการสัมผัสพลาสมาแบบนี้ได้ แต่พลาสมาประกอบด้วยอนุภาคมีประจุ และอนุภาคมีประจุจะวนเป็นเกลียวรอบเส้นสนามแม่เหล็ก ดังนั้นจงงอเส้นสนามให้เป็นวงแหวน ขดลวดที่พันรอบภาชนะรูปโดนัทสร้างสนามแบบนี้ เรียกว่าสนามทอรอยด์ ลำพังสนามนี้ยังรั่ว สนามด้านนอกวงแหวนอ่อนกว่า อนุภาคจึงค่อยๆ ลอยเคลื่อนข้ามเส้นสนามไปชนผนัง โทคาแมกจึงขับกระแสไฟฟ้าแรงสูงผ่านตัวพลาสมาเอง กระแสนี้สร้างสนามโพลอยด์ ที่พันรอบวงแหวนในแนวสั้น สองสนามรวมกันบิดเส้นสนามเป็นเกลียว อนุภาคที่วิ่งตามเส้นสนามจะสลับอยู่ด้านในและด้านนอกวงแหวน การลอยเคลื่อนจึงหักล้างกัน ในปี 1968 โทคาแมก T-3 ของโซเวียตรายงานอุณหภูมิราวสิบล้านองศา ทีมอังกฤษใช้เลเซอร์ตรวจสอบในปี 1969 และยืนยันว่าจริง จากนั้นโทคาแมกก็แพร่ไปทั่วโลก

บทที่ V · ขั้นที่ 7 · โทคาแมก

#### บิดขวดแม่เหล็ก

อนุภาคมีประจุหมุนวนรอบเส้นสนามแม่เหล็กและเคลื่อนที่ไปตามเส้นได้อย่างอิสระ การงอเส้นสนามเป็นวงแหวนทำให้อนุภาคไม่หลุดออกทางปลาย แต่ในวงแหวนธรรมดา สนามด้านนอกอ่อนกว่า อนุภาคจึงลอยเคลื่อน (drift) ข้ามเส้นสนาม การบิดเส้นสนามเป็นเกลียวทำให้อนุภาคสลับไปมาระหว่างด้านในและด้านนอก การลอยเคลื่อนจึงหักล้างกันเป็นส่วนใหญ่

- **สนามทอรอยด์ (toroidal)**: สร้างจากขดลวดที่พันรอบภาชนะ

- **สนามโพลอยด์ (poloidal)**: ส่วนใหญ่มาจากกระแสหลายล้านแอมแปร์ที่เหนี่ยวนำในพลาสมา ซึ่งทำหน้าที่เหมือนขดทุติยภูมิของหม้อแปลง

- **สนามเกลียว (helical)**: ผลรวมของทั้งสองสนาม

- **ชื่อ**: токамак อักษรย่อภาษารัสเซีย หมายถึงห้องรูปวงแหวนที่มีขดลวดแม่เหล็ก
- **T-3 สิงหาคม 1968**: ~1 keV ≈ 10 ล้าน K อุณหภูมิอิเล็กตรอน

- **การยืนยัน**: 1969 ทีมจากคัลแฮม วัดด้วยการกระเจิงแสงเลเซอร์แบบทอมสัน

ใช้ปุ่มเปิดแต่ละสนาม ถ้ามีเพียงสนามทอรอยด์ อนุภาคจะลอยเคลื่อนในแนวตั้งไปชนผนัง ถ้ามีสนามเกลียว มันจะวนอยู่ข้างใน การลอยเคลื่อนถูกขยายให้เห็นชัด และอนุภาควาดใหญ่กว่าจริงมาก

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: Tokamak](https://en.wikipedia.org/wiki/Tokamak)

### จาก JET สู่ ITER
*1983–2023 คัลแฮม อังกฤษ · กาดาราช ฝรั่งเศส*

JET ของยุโรปครองสถิติพลังงานฟิวชัน ITER สร้างให้จุพลาสมาได้มากกว่าราวแปดเท่า

สถิติพลังงานฟิวชันเป็นของ JET โทคาแมกของยุโรปในอังกฤษที่เดินเครื่องมาสี่สิบปี ในการทดลองชุดสุดท้ายเมื่อปี 2023 มันปล่อยพลังงาน 69 เมกะจูลในเวลาราวห้าวินาที จากเชื้อเพลิงเพียง 0.2 มิลลิกรัม แต่ JET ไม่เคยผลิตกำลังฟิวชันได้มากกว่ากำลังที่ใช้ให้ความร้อนแก่พลาสมา อัตราส่วนดีที่สุดในปี 1997 คือ 0.67 ITER ออกแบบให้ได้สิบเท่า คือความร้อนจากฟิวชัน 500 เมกะวัตต์จากการให้ความร้อน 50 เมกะวัตต์ นานครั้งละ 400 วินาที แต่จะไม่ผลิตไฟฟ้า กำหนดการของมันเลื่อนไปสิบปี ตามแผนปี 2024 การวิจัยจะเริ่มในปี 2034 และฟิวชันดิวทีเรียม–ทริเทียมจะเริ่มในปี 2039

บทที่ V · ขั้นที่ 8 · JET และ ITER

#### จาก JET สู่ ITER

Joint European Torus (JET) ที่คัลแฮม ประเทศอังกฤษ สร้างพลาสมาครั้งแรกเมื่อ 25 มิถุนายน 1983 และทดลองดิวทีเรียม–ทริเทียมครั้งแรกในปี 1991 การทดลองชุดสุดท้ายจบลงในเดือนธันวาคม 2023 หลังเดินเครื่องกว่า 105,000 ครั้ง ส่วน ITER ซึ่งกำลังสร้างใกล้กาดาราช ประเทศฝรั่งเศส เป็นโทคาแมกที่ใหญ่กว่ามาก มีเป้าหมายแสดงอัตราขยายฟิวชันสิบเท่า

- **สถิติ JET (2023)**: 69 MJ ราว 5 วินาทีที่กำลังสูง เชื้อเพลิง 0.2 มก.
- **อัตราขยายดีที่สุดของ JET (1997)**: Q = 0.67 ฟิวชัน 16 MW จากการให้ความร้อน 24 MW

- **เป้าหมาย ITER**: Q ≥ 10 500 MW จาก 50 MW ครั้งละ 400 วินาที
- **ปริมาตรพลาสมา ITER**: 840 ม.³ ราว 8 เท่าของ JET

- **แผนหลักของ ITER ปี 2024**: 2034 → 2039 เริ่มวิจัย 2034 · D–D 2035 · พลังงานแม่เหล็กเต็มที่ 2036 · D–T 2039

แผนปี 2016 เคยกำหนดพลาสมาแรกไว้ปี 2025 ในปี 2024 ITER ระบุว่าความล่าช้ารอบใหม่มาจากโรคระบาด ข้อบกพร่องในการผลิตเช่นรอยร้าวในท่อระบายความร้อน การทดสอบชิ้นส่วนเพิ่มเติม และการที่หน่วยงานความปลอดภัยของฝรั่งเศสสั่งหยุดงานชั่วคราว และประเมินค่าใช้จ่ายเพิ่มราว 5,000 ล้านยูโร ITER จะระบายความร้อนทิ้ง ส่วนเครื่องปฏิกรณ์ DEMO ที่วางแผนไว้ถัดไปมีเป้าหมายแสดงการผลิตไฟฟ้าสุทธิ

ปุ่ม: เล่นซ้ำการเดินเครื่องทำสถิติของ JET (ตัวนับพลังงาน) หรือการประกอบชิ้นส่วนห้องสุญญากาศเก้าชิ้นของ ITER

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [UK Government: JET’s final tritium experiments yield new fusion energy record (2024)](https://www.gov.uk/government/news/jets-final-tritium-experiments-yield-new-fusion-energy-record); [Wikipedia: Joint European Torus](https://en.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus); [Wikipedia: ITER](https://en.wikipedia.org/wiki/ITER); [ITER Organization: 2024 baseline press summary](https://iter.org/sites/default/files/media/2024-07/baseline_press_conference_summary_july-2024_b.pdf); [Physics World: ITER delay and €5bn cost increase (2024)](https://physicsworld.com/a/iter-fusion-reactor-hit-by-massive-decade-long-delay-and-e5bn-price-hike/)

### ทางเลือกที่บิดเกลียว
*1951 พรินซ์ตัน → 2015 ไกรฟส์วัลท์*

สเตลลาเรเตอร์บิดสนามแม่เหล็กด้วยขดลวดอย่างเดียว จึงไม่ต้องมีกระแสในพลาสมา

ยังมีอีกวิธีที่จะบิดสนาม คือสร้างความบิดไว้ในขดลวดเลย นี่คือสเตลลาเรเตอร์ ที่ไลแมน สปิตเซอร์คิดค้นที่พรินซ์ตันในปี 1951 ขดลวดรูปทรงประหลาดของมันไม่ต้องอาศัยกระแสในพลาสมา ในหลักการจึงเดินเครื่องได้ต่อเนื่อง ไม่ใช่เป็นช่วงๆ สิ่งที่ต้องแลกคือความยาก เวนเดลชไตน์ 7-X ของเยอรมนีมีขดลวดตัวนำยวดยิ่งรูปทรงไม่แบนราบห้าสิบขด และต้องวางขดลวดให้คลาดเคลื่อนไม่เกินราวหนึ่งมิลลิเมตรครึ่ง ในปี 2025 มันทำสถิติโลกด้านผลคูณสามค่าในพลาสมาที่อยู่ได้สี่สิบสามวินาที และรักษาพลาสมาอีกครั้งไว้ได้นานหกนาที

บทที่ V · ขั้นที่ 9 · สเตลลาเรเตอร์

#### ทางเลือกที่บิดเกลียว

สเตลลาเรเตอร์ (stellarator) สร้างสนามแม่เหล็กแบบบิดเกลียวด้วยขดลวดภายนอกเพียงอย่างเดียว เมื่อไม่มีกระแสเหนี่ยวนำในพลาสมา มันจึงเป็นเครื่องที่เดินต่อเนื่องได้โดยธรรมชาติ ข้อเสียคือความซับซ้อน ขดลวดต้องผลิตและติดตั้งอย่างแม่นยำมาก สเตลลาเรเตอร์ NCSX ของสหรัฐฯ ถูกยกเลิกในปี 2008 เพราะทำค่าความคลาดเคลื่อนตามที่ต้องการไม่ได้

- **เวนเดลชไตน์ 7-X**: ไกรฟส์วัลท์ เยอรมนี ดำเนินการโดยสถาบันมักซ์พลังค์ด้านฟิสิกส์พลาสมา
- **พลาสมาแรก**: ธ.ค. 2015 พลาสมาไฮโดรเจนแรก 3 ก.พ. 2016

- **ขดลวด**: 50 ไม่แบนราบ + 20 แบนราบ ตัวนำยวดยิ่ง
- **ปริมาตรพลาสมา**: 30 ม.³ รัศมีใหญ่ 5.5 ม.

- **สถิติปี 2025**: 43 วินาที · 360 วินาที สถิติผลคูณสามค่าในพลาสมาช่วงยาว (22 พ.ค. 2025) · พลังงานหมุนเวียน 1.8 GJ ในพลาสมา 6 นาที

ในปี 2026 บริษัทสตาร์ตอัปเยอรมัน Proxima Fusion ระดมทุนได้ 411 ล้านยูโร เพื่อสร้าง Alpha สเตลลาเรเตอร์สาธิตที่วางแผนไว้

แบบจำลองเป็นวงแหวนบิดเกลียวแบบง่ายที่มีขดลวดงอ 50 ขด ไม่ใช่สำเนาที่ตรงกับ W7-X ทุกประการ ใช้ปุ่มเปิดปิดขดลวด พลาสมา และเส้นสนาม

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: Stellarator](https://en.wikipedia.org/wiki/Stellarator); [Wikipedia: Wendelstein 7-X](https://en.wikipedia.org/wiki/Wendelstein_7-X); [EUROfusion: Wendelstein 7-X sets world record for long-plasma triple product (2025)](https://euro-fusion.org/eurofusion-news/wendelstein-7-x-sets-world-record-for-long-plasma-triple-product/); [Max Planck Institute for Plasma Physics: news releases 2026](https://www.ipp.mpg.de/5594164/2026)

## บทที่ VI · เลเซอร์

### บีบดวงดาว
*ลิเวอร์มอร์ แคลิฟอร์เนีย · National Ignition Facility*

ลำแสงเลเซอร์ 192 ลำ กระป๋องทองคำจิ๋ว และแคปซูลเชื้อเพลิงขนาดราวสองมิลลิเมตร

ฟิวชันยังมีอีกเส้นทางหนึ่ง คือไม่ต้องกักพลาสมาเลย แต่บีบมันให้แรงและเร็วจนมันเผาไหม้ก่อนจะกระจายตัว ที่ National Ignition Facility ในแคลิฟอร์เนีย ลำแสงเลเซอร์ 192 ลำยิงเข้าไปในกระป๋องทองคำจิ๋วที่เรียกว่าโฮลรอม ทองคำเรืองรังสีเอกซ์ออกมา รังสีนี้เผาผิวของแคปซูลเชื้อเพลิงขนาดราวสองมิลลิเมตรให้หลุดออก แรงสะท้อนเหมือนจรวดกลับด้านทำให้แคปซูลยุบตัวเข้าหาศูนย์กลาง ที่ใจกลางเกิดจุดร้อนกว่าหนึ่งร้อยล้านองศา ถ้าฟิวชันในจุดนั้นทำให้เชื้อเพลิงรอบๆ ร้อนเร็วกว่าที่มันเย็นลง การเผาไหม้จะลุกลาม นั่นคือการจุดระเบิด วันที่ 5 ธันวาคม 2022 มันเกิดขึ้นเป็นครั้งแรก แสงเลเซอร์ 2.05 เมกะจูลเข้าไป พลังงานฟิวชัน 3.15 เมกะจูลออกมา

บทที่ VI · ขั้นที่ 10 · การกักด้วยความเฉื่อย

#### บีบดวงดาว

ในฟิวชันแบบกักด้วยความเฉื่อย (inertial confinement fusion) เชื้อเพลิงถูกกักไว้ด้วยความเฉื่อยของมันเองเท่านั้น ที่ NIF ลำเลเซอร์ให้ความร้อนแก่ผนังด้านในของโฮลรอม (hohlraum) ทองคำ ซึ่งเต็มไปด้วยรังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์ทำให้ผิวชั้นนอกของแคปซูลระเหยออก แรงดีดกลับแบบจรวดดันส่วนที่เหลือเข้าด้านใน และบีบเชื้อเพลิงให้หนาแน่นกว่าตะกั่วหลายเท่า

- ลำแสง 192 ลำเข้าโฮลรอมทางรูที่ปลายทั้งสองด้าน

- รังสีเอกซ์ให้ความร้อนแก่แคปซูล ซึ่งเป็นเปลือกเพชรกว้างราว 2 มม. ด้านในเคลือบน้ำแข็งดิวทีเรียม–ทริเทียมที่ราว 18 K

- เปลือกยุบตัว จุดร้อนตรงกลางร้อนเกิน 100 ล้าน °C

- ฟิวชันในจุดร้อนทำให้เชื้อเพลิงรอบๆ ร้อนขึ้น การเผาไหม้ลุกลาม

- **5 ธ.ค. 2022**: ออก 3.15 MJ จากพลังงานเลเซอร์ 2.05 MJ
- **30 ก.ค. 2023**: 3.88 MJ
- **ก.พ. 2024**: 5.2 MJ จาก 2.2 MJ
- **7 เม.ย. 2025**: 8.6 MJ จาก 2.08 MJ อัตราขยายเป้า 4.13

กด “ยิงเลเซอร์” ลำดับเหตุการณ์ทั้งหมดจริงๆ ใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาทีเล็กจิ๋ว ในฉากนี้ถูกทำให้ช้าลงอย่างมาก และสัดส่วนเป็นภาพประกอบ ความไม่เสถียรแบบเรย์ลี–เทย์เลอร์ (Rayleigh–Taylor) ซึ่งผสมเชื้อเพลิงปนกันเมื่อแรงบีบไม่สม่ำเสมอ ยังเป็นปัญหาใหญ่

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: National Ignition Facility](https://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility); [Lawrence Livermore National Laboratory: NIF in FY2025](https://annual.llnl.gov/fy-2025/national-ignition-facility-2025); [Wikipedia: Inertial confinement fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_confinement_fusion)

### ได้มากกว่าที่ใส่ ขึ้นอยู่กับว่านับอะไร
*อะไรนับเป็น “อัตราขยาย”*

การจุดระเบิดของ NIF เป็นเรื่องจริง ค่าไฟเบื้องหลังมันก็เป็นเรื่องจริงเช่นกัน

สรุปแล้วฟิวชันผลิตพลังงานได้มากกว่าที่ใช้หรือยัง คำตอบขึ้นอยู่กับว่าเรานับอะไร ถ้าเทียบกับแสงเลเซอร์ที่ตกกระทบเป้า ใช่ ได้อัตราขยายราวหนึ่งจุดห้า พอถึงเดือนเมษายน 2025 NIF ทำได้ 8.6 เมกะจูล อัตราขยายมากกว่าสี่ แต่การสร้างแสงเลเซอร์ 2.05 เมกะจูลนั้นต้องดึงไฟฟ้าราว 300 เมกะจูลจากระบบไฟฟ้า ถ้านับแบบนี้ การยิงครั้งนั้นได้คืนมาเพียงราวหนึ่งเปอร์เซ็นต์ โทคาแมกก็มีกับดักเดียวกัน อัตราขยายสิบเท่าของ ITER นับเทียบกับกำลังที่ใช้ให้ความร้อน ไม่ได้นับไฟฟ้ากว่า 300 เมกะวัตต์ที่ทั้งโรงงานจะใช้ โรงไฟฟ้าต้องผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่ทั้งโรงงานใช้ ทุกการยิงหรือทุกชั่วโมง ยังไม่มีการทดลองฟิวชันใดทำได้

บทที่ VI · ขั้นที่ 11 · นับอัตราขยาย

#### ได้มากกว่าที่ใส่ ขึ้นอยู่กับว่านับอะไร

“อัตราขยาย” (gain) คืออัตราส่วน คำตอบจึงขึ้นอยู่กับว่าตัวหารคืออะไร ผลของ NIF เป็นหมุดหมายทางวิทยาศาสตร์จริง คือได้พลังงานฟิวชันมากกว่าพลังงานเลเซอร์ที่ใส่เข้าไป แต่ไม่ใช่พลังงานสุทธิของทั้งสถานที่

- **อัตราขยายเป้า ธ.ค. 2022**: ≈ 1.5 3.15 MJ ÷ 2.05 MJ
- **อัตราขยายเป้า เม.ย. 2025**: 4.13 8.6 MJ ÷ 2.08 MJ

- **พลังงานจากระบบไฟฟ้าสำหรับพัลส์เลเซอร์ปี 2022**: ~300 MJ ได้คืนเป็นพลังงานฟิวชันราว 1%
- **การขยายแสงเลเซอร์ของ NIF**: ประสิทธิภาพ ~1–1.5% เลเซอร์ที่ใช้ไดโอดทำได้ ~10%

- **Q = 10 ของ ITER**: ความร้อนฟิวชัน ÷ กำลังให้ความร้อน โรงงานจะใช้ไฟฟ้ามากกว่า 300 MW

แท่งกราฟวาดตามสัดส่วนจริงในแต่ละมุมมอง ใช้ปุ่มสลับระหว่างการยิงปี 2022 กับ 2025 และระหว่างการนับแสงเลเซอร์กับการนับไฟฟ้าจากระบบ

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: National Ignition Facility](https://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility); [Lawrence Livermore National Laboratory: NIF in FY2025](https://annual.llnl.gov/fy-2025/national-ignition-facility-2025); [Wikipedia: Inertial confinement fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_confinement_fusion); [Wikipedia: ITER](https://en.wikipedia.org/wiki/ITER)

## บทที่ VII · การแข่งขันของเอกชน

### เล็กกว่า เร็วกว่า เสร็จก่อน?
*การแข่งขันของเอกชน*

บริษัทหลายสิบแห่งสัญญาว่าจะมีไฟฟ้าจากฟิวชันในทศวรรษ 2030 เครื่องของพวกเขาหน้าตาแตกต่างกันมาก

ตั้งแต่ปี 2021 บริษัทฟิวชันเอกชนระดมทุนได้กว่าหนึ่งหมื่นสี่พันล้านดอลลาร์ ในการสำรวจปี 2026 ส่วนใหญ่บอกว่าคาดจะจ่ายไฟเข้าระบบได้ในทศวรรษ 2030 ในสหรัฐฯ บริษัท Commonwealth Fusion Systems กำลังสร้าง SPARC โทคาแมกที่ใช้แม่เหล็กจากตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง สนามแม่เหล็ก 12.2 เทสลาของมันสูงกว่าของ ITER มากกว่าสองเท่า ขณะที่ตัวเครื่องเล็กกว่า ITER มาก บริษัทตั้งเป้าพลาสมาแรกในปี 2027 อีกบริษัทหนึ่งคือ Helion รายงานพลาสมาร้อน 150 ล้านองศาโดยใช้เชื้อเพลิงดิวทีเรียม–ทริเทียมในปี 2026 และมีสัญญาขายไฟฟ้าให้ Microsoft ตั้งแต่ปี 2028 ทั้งหมดนี้เป็นเป้าหมายของบริษัทเอง ยังไม่มีเครื่องใดแสดงต่อสาธารณะว่าได้พลังงานฟิวชันมากกว่าที่ใส่เข้าไป และกำหนดการฟิวชันก็เคยเลื่อนมาแล้วหลายครั้ง

บทที่ VII · ขั้นที่ 12 · การแข่งขันของเอกชน

#### เล็กกว่า เร็วกว่า เสร็จก่อน?

การสำรวจบริษัท 56 แห่งของสมาคมอุตสาหกรรมฟิวชัน (Fusion Industry Association) เมื่อกรกฎาคม 2026 นับเงินลงทุนได้ 14,240 ล้านดอลลาร์นับแต่เริ่มติดตามในปี 2021 รวมถึงสถิติ 4,480 ล้านดอลลาร์ในปีที่ผ่านมา และ 71% ของบริษัทคาดว่าจะมีโรงไฟฟ้าจ่ายไฟเข้าระบบภายในทศวรรษ 2030 ปัจจุบันมีสองบริษัทคือ TAE Technologies และ General Fusion ซื้อขายในตลาด Nasdaq

- **SPARC (CFS)**: R 1.85 ม. · 12.2 T เดเวนส์ แมสซาชูเซตส์ · แม่เหล็กทอรอยด์ชิ้นแรกจาก 18 ชิ้นเสร็จเมื่อ ม.ค. 2026 · ตั้งเป้าพลาสมาแรกปี 2027 · มุ่ง Q > 1 และมีการคาดการณ์ว่าเกิน 10

- **ARC (CFS)**: ~400 MWe วางแผนสร้างที่เชสเตอร์ฟิลด์ เวอร์จิเนีย ต้นทศวรรษ 2030 · Google ตกลงซื้อ 200 MW
- **ทดสอบแม่เหล็ก HTS**: 20 T ขดลวดต้นแบบ ก.ย. 2021

- **Helion (Polaris)**: ใช้ D–T ตั้งแต่ ม.ค. 2026 150 ล้าน °C · กำลังสร้างโรงไฟฟ้า Orion ที่มาลากา วอชิงตัน เพื่อส่งไฟให้ Microsoft ตั้งแต่ปี 2028 · ยังไม่ได้บอกว่าถึงจุดคุ้มทุนแล้วหรือไม่

- **Helical Fusion (ญี่ปุ่น)**: เริ่มทดสอบ 2027 เครื่องนำร่อง Helix HARUKA ที่โทกิ
- **Thailand Tokamak-1**: R 0.65 ม. สทน. นครนายก · เดินเครื่องตั้งแต่ 25 ก.ค. 2023

ฉากเปรียบเทียบพลาสมาของโทคาแมกตามสัดส่วนจริง (รัศมีใหญ่และรัศมีเล็ก ภาคตัดขวางแบบง่าย) ได้แก่ ITER, JET, SPARC และ TT-1 โทคาแมกวิจัยขนาดเล็กของไทยที่สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (สทน.) ใช้ปุ่มเพื่อเปรียบเทียบ แผนของบริษัทเป็นสิ่งที่บริษัทกล่าวอ้างเอง

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [World Nuclear News: Fusion Industry Association report (Jul 2026)](https://wnn.world-nuclear.org/articles/fusion-industry-raised-usd45-billion-over-past-year-report-says); [Wikipedia: SPARC (tokamak)](https://en.wikipedia.org/wiki/SPARC_(tokamak)); [Wikipedia: Commonwealth Fusion Systems](https://en.wikipedia.org/wiki/Commonwealth_Fusion_Systems); [World Nuclear News: Assembly starts of SPARC (2025)](https://www.world-nuclear-news.org/articles/assembly-starts-of-sparc-as-iter-cryopumps-completed); [Helion: new fusion energy milestones (Feb 2026, company statement)](https://helionenergy.com/newsroom/helion-achieves-new-fusion-energy-milestones); [TechCrunch: Helion hits 150 million °C (Feb 2026)](https://techcrunch.com/2026/02/13/fusion-startup-helion-hits-blistering-temps-as-it-races-toward-2028-deadline/); [Reuters via Cyprus Mail: Japan’s Helical Fusion to begin power-on tests in 2027 (29 Sep 2026)](https://cyprus-mail.com/2026/09/29/japans-fusion-energy-startup-to-begin-power-on-tests-at-pilot-reactor-in-2027); [Wikipedia: Thailand Tokamak-1](https://en.wikipedia.org/wiki/Thailand_Tokamak-1); [Wikipedia: List of fusion experiments](https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_fusion_experiments)

## บทที่ VIII · ปัญหาที่ซ่อนอยู่

### เชื้อเพลิงที่ไม่มีอยู่จริง และนิวตรอนที่ทำลายผนัง
*ปัญหาที่ซ่อนอยู่*

ทริเทียมต้องผลิตขึ้นภายในเครื่องเอง และผนังต้องทนพายุนิวตรอนให้ได้

จำทริเทียมได้ไหม มันสลายตัวด้วยครึ่งชีวิตราวสิบสองปี ในธรรมชาติจึงแทบไม่มีเลย เครื่องปฏิกรณ์ฟิชชันแบบน้ำมวลหนักผลิตได้เพียงราว 130 กรัมต่อปี โรงไฟฟ้าฟิวชันต้องผลิตทริเทียมเอง แผนคือใช้ผ้าห่มที่มีลิเทียมล้อมรอบพลาสมา เมื่อนิวตรอนชนลิเทียม-6 มันจะแตกเป็นทริเทียมกับฮีเลียม ฟิวชันแต่ละครั้งเผาทริเทียมหนึ่งตัวและปล่อยนิวตรอนหนึ่งตัว ผ้าห่มจึงต้องผลิตทริเทียมใหม่อย่างน้อยหนึ่งตัวต่อนิวตรอนหนึ่งตัว ITER จะทดสอบเพียงผ้าห่มจำลองขนาดเล็ก และนิวตรอนเหล่านั้นแต่ละตัวมีพลังงาน 14.1 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ มันกระแทกอะตอมในผนังให้หลุดจากตำแหน่ง ทำให้ผนังเสียหายและกลายเป็นสารกัมมันตรังสี วัสดุของโรงไฟฟ้าอาจต้องทนการกระจัดราว 150 ครั้งต่ออะตอม จึงมีแผนสร้างแหล่งนิวตรอนเพื่อทดสอบวัสดุโดยเฉพาะ ชื่อ IFMIF-DONES ที่กรานาดา ประเทศสเปน

บทที่ VIII · ขั้นที่ 13 · ทริเทียม นิวตรอน และวัสดุ

#### เชื้อเพลิงที่ไม่มีอยู่จริง และนิวตรอนที่ทำลายผนัง

ฟิวชันดิวทีเรียม–ทริเทียมต้องใช้เชื้อเพลิงที่แทบไม่มีอยู่ และผลิตนิวตรอนเร็วที่ทำลายทุกสิ่งที่มันชน ทั้งสองปัญหากำลังได้รับการแก้ไข แต่ยังไม่มีปัญหาใดแก้ได้ในระดับโรงไฟฟ้า

⁶Li + n → ³H + ⁴He

- **ครึ่งชีวิตของทริเทียม**: 12.3 ปี
- **เครื่องปฏิกรณ์ CANDU**: ~130 ก./ปี ทริเทียม เป็นผลพลอยได้

- **ลิเทียม-6**: สัดส่วนน้อยในลิเทียมธรรมชาติ ผ้าห่มจะใช้ลิเทียมเสริมสมรรถนะ
- **โมดูลผ้าห่มทดสอบใน ITER**: 6 แบบจำลองของผ้าห่มผลิตทริเทียม

- **พลังงานนิวตรอน**: 14.1 MeV นิวตรอนจากฟิชชัน ~1–2 MeV
- **ความเสียหายที่ผนังโรงไฟฟ้าต้องทน**: ~150 dpa การกระจัดต่ออะตอม

กด “ยิงนิวตรอน” สีเขียวคือทริเทียมที่ผลิตได้ในเม็ดลิเทียม สีแดงคือความเสียหายในผนังชั้นแรก การจำลองเป็นภาพประกอบ ค่าความน่าจะเป็นในฉากไม่ใช่ค่าจริง

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [Wikipedia: Tritium](https://en.wikipedia.org/wiki/Tritium); [Wikipedia: Breeding blanket](https://en.wikipedia.org/wiki/Breeding_blanket); [Wikipedia: ITER](https://en.wikipedia.org/wiki/ITER); [IFMIF-DONES: Certifying the suitability of materials for fusion](https://ifmif-dones.es/?p=2431); [IAEA Bulletin: Safety in fusion](https://iaea.org/bulletin/safety-in-fusion)

### ฟิวชันกับฟิชชัน
*การเปรียบเทียบที่เป็นธรรม*

ฟิวชันลุกลามจนควบคุมไม่ได้ไม่ได้ แต่ก็ไม่ได้ปลอดกัมมันตภาพรังสีเสียทีเดียว

ฟิวชันเทียบกับพลังงานนิวเคลียร์ทุกวันนี้อย่างไร ฟิชชันอาศัยปฏิกิริยาลูกโซ่ ยูเรเนียมแต่ละตัวที่แตกออกจะปล่อยนิวตรอนไปแยกตัวอื่นต่อ ฟิวชันไม่มีปฏิกิริยาลูกโซ่ ในห้องของ ITER มีเชื้อเพลิงไม่ถึงสี่กรัมในแต่ละขณะ หยุดเติมเชื้อเพลิงเมื่อไร ปฏิกิริยาก็ดับภายในไม่กี่วินาที เถ้าของมันคือฮีเลียม ไม่ใช่ผลผลิตฟิชชันที่อายุยืน แต่ทริเทียมเป็นสารกัมมันตรังสี และนิวตรอนก็ทำให้ผนังกลายเป็นสารกัมมันตรังสีด้วย กากเหล่านั้นส่วนใหญ่อายุสั้นและมีรังสีต่ำ แม้จะมีปริมาณมากกว่า ส่วนเชื้อเพลิงใช้แล้วจากฟิชชันยังอันตรายอยู่นับพันๆ ปี ฟิชชันไม่ใช่ผู้ร้ายในเรื่องนี้ มันผลิตไฟฟ้าราวเก้าเปอร์เซ็นต์ของโลก และมีอัตราการเสียชีวิตต่อหน่วยพลังงานต่ำที่สุดแหล่งหนึ่ง ฟิวชันจะเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง ถ้าทำให้ใช้งานได้จริง

บทที่ VIII · ขั้นที่ 14 · การเปรียบเทียบที่เป็นธรรม

#### ฟิวชันกับฟิชชัน

**ฟิชชัน (ปัจจุบัน)** ปฏิกิริยาลูกโซ่ในแกนเชื้อเพลิงยูเรเนียมขนาดใหญ่ เชื้อเพลิงใช้แล้วเป็นกากรังสีระดับสูง กัมมันตภาพลดลง 99.5% ใน 100 ปี แต่ต้องใช้ราว 100,000 ปีจึงจะต่ำกว่าแร่ยูเรเนียมธรรมชาติ เพราะมีไอโซโทปอายุยืนอย่างเทคนีเชียม-99 และไอโอดีน-129
**ฟิวชัน (ตามแผน)** ไม่มีปฏิกิริยาลูกโซ่ เชื้อเพลิงในห้องของ ITER ไม่ถึง 4 กรัม ปฏิกิริยาหยุดภายในไม่กี่วินาทีถ้าหยุดเติมเชื้อเพลิง ไม่มีกากรังสีระดับสูงอายุยืน แต่มีกากรังสีระดับต่ำมากกว่า ซึ่งส่วนใหญ่อายุสั้น ITER ระบุว่าชิ้นส่วนที่เป็นสารกัมมันตรังสีส่วนใหญ่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ภายในราว 100 ปี

- **สัดส่วนไฟฟ้าโลกจากนิวเคลียร์**: ~9% ปี 2024
- **เครื่องปฏิกรณ์ฟิชชันที่เดินเครื่อง**: 416 พฤศจิกายน 2025

- **อัตราการเสียชีวิตของพลังงานนิวเคลียร์**: ~0.03 ต่อ TWh ต่ำเป็นอันดับสองรองจากแสงอาทิตย์ในข้อมูลย้อนหลัง
- **ทริเทียม**: เป็นสารกัมมันตรังสี ปล่อยรังสีบีตาอ่อน ผ่านผิวหนังชั้นนอกไม่ได้

ปุ่ม: หยุดเติมเชื้อเพลิงฟิวชัน หรือเลื่อนเวลาไปข้างหน้าเพื่อเทียบว่ากากสองแบบจางลงอย่างไร (ความสว่างเป็นเชิงคุณภาพ) ข้อกล่าวอ้างด้านความปลอดภัยของ ITER เป็นของ ITER เอง และหน่วยงานกำกับดูแลเป็นผู้ตรวจสอบ

แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ): [IAEA Bulletin: Safety in fusion](https://iaea.org/bulletin/safety-in-fusion); [ITER: Safety and the environment](https://www.iter.org/node/18402); [Wikipedia: Radioactive waste](https://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_waste); [Wikipedia: Nuclear power](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power); [Wikipedia: Tritium](https://en.wikipedia.org/wiki/Tritium)

## บทส่งท้าย

### ไฟที่ยากที่สุด
*บทส่งท้าย*

ฟิวชันใช้งานได้ ดาวทุกดวงพิสูจน์แล้ว ส่วนที่ยากคือทำให้ราคาถูก เชื่อถือได้ และใช้ได้นานหลายสิบปี

เจ็ดสิบปีหลังโทคาแมกรุ่นแรก คำถามไม่ใช่ว่าฟิวชันเกิดได้หรือไม่อีกต่อไป NIF จุดระเบิดเชื้อเพลิงได้แล้ว JET ปล่อยพลังงานได้หลายเมกะจูล คำถามที่ยังค้างอยู่เป็นเรื่องวิศวกรรม ทั้งแม่เหล็ก วัสดุ ทริเทียม และอัตราขยายที่วัดจากปลั๊กไฟ ชิ้นส่วนห้องสุญญากาศชิ้นสุดท้ายของ ITER มาถึงแล้ว และบริษัทหลายสิบแห่งกำลังแข่งกับมัน สิบปีข้างหน้าจะบอกว่าคำสัญญาไหนเป็นจริง ตั้งแต่ ITER ยักษ์ใหญ่ ไปจนถึงเครื่องวิจัยขนาดเล็กอย่าง TT-1 ของไทย ดวงดาวในขวดแม่เหล็กยังคงถูกสร้างขึ้นด้วยมือของคนจำนวนมาก

บทส่งท้าย

#### ไฟที่ยากที่สุด

- 1905 ไอน์สไตน์: มวลกับพลังงานสมมูลกัน

- 1927–28 การทะลุอุโมงค์ควอนตัม (ฮุนด์) ถูกนำมาใช้กับนิวเคลียส (กามอฟ)

- 1951 สปิตเซอร์คิดค้นสเตลลาเรเตอร์

- 1955 เกณฑ์ของลอว์สัน (ตีพิมพ์ 1957)

- 1968 โทคาแมก T-3 ของโซเวียตร้อนถึง ~10 ล้าน K

- 1983 พลาสมาแรกของ JET

- 1997 JET: กำลังฟิวชัน 16 MW, Q = 0.67

- 2015 พลาสมาแรกของเวนเดลชไตน์ 7-X

- 2022 NIF จุดระเบิดได้: 3.15 MJ จาก 2.05 MJ

- 2023 สถิติสุดท้ายของ JET: 69 MJ · TT-1 เริ่มเดินเครื่องในไทย

- 2025 NIF 8.6 MJ · สถิติพลาสมาช่วงยาวของ W7-X

- 2026 ชิ้นส่วนห้องสุญญากาศชิ้นสุดท้ายของ ITER มาถึง

- 2027 พลาสมาแรกของ SPARC (เป้าหมายของบริษัท)

- 2034–39 ITER เริ่มวิจัย แล้วจึงเริ่มฟิวชัน D–T (แผนปี 2024)

ภาพนิ่งเต็มจอทุกภาพสร้างด้วย AI เพื่อเป็นภาพประกอบ ไม่ใช่ภาพถ่ายจริง ฉากสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่าย ส่วนใดที่ไม่ได้สัดส่วนจริงจะระบุไว้ในขั้นนั้น แผนของบริษัทเป็นสิ่งที่บริษัทกล่าวอ้างเอง

#### แหล่งข้อมูล (ภาษาอังกฤษ)

[World Nuclear News: Europe delivers final ITER vacuum vessel sector (5 Oct 2026)](https://world-nuclear-news.org/articles/europe-delivers-final-iter-vacuum-vessel-sector)
[American Nuclear Society, Nuclear Newswire: fusion news (Sep–Oct 2026)](https://www.ans.org/news/topic-fusion/)
[ITER Organization: 2024 baseline press summary](https://iter.org/sites/default/files/media/2024-07/baseline_press_conference_summary_july-2024_b.pdf)
[Physics World: ITER delay and €5bn cost increase (2024)](https://physicsworld.com/a/iter-fusion-reactor-hit-by-massive-decade-long-delay-and-e5bn-price-hike/)
[Wikipedia: ITER](https://en.wikipedia.org/wiki/ITER)
[Atomic Mass Evaluation 2020 (IAEA Nuclear Data Section)](https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2020/mass_1.mas20.txt)
[Wikipedia: Nuclear binding energy](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_binding_energy)
[Wikipedia: Mass–energy equivalence](https://en.wikipedia.org/wiki/Mass%E2%80%93energy_equivalence)
[Wikipedia: Nuclear fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion)
[Wikipedia: Uranium-235](https://en.wikipedia.org/wiki/Uranium-235)
[Wikipedia: Sun](https://en.wikipedia.org/wiki/Sun)
[Wikipedia: Proton–proton chain](https://en.wikipedia.org/wiki/Proton%E2%80%93proton_chain)
[US Department of Energy: DOE Explains… Deuterium–Tritium Fusion Fuel](https://www.energy.gov/science/doe-explainsdeuterium-tritium-fusion-reactor-fuel)
[Wikipedia: Tritium](https://en.wikipedia.org/wiki/Tritium)
[Wikipedia: Electronvolt](https://en.wikipedia.org/wiki/Electronvolt)
[Wikipedia: Gamow factor](https://en.wikipedia.org/wiki/Gamow_factor)
[ITER: Hot, hotter, hottest](https://www.iter.org/node/17127)
[IAEA Bulletin: Safety in fusion](https://iaea.org/bulletin/safety-in-fusion)
[Wikipedia: Lawson criterion](https://en.wikipedia.org/wiki/Lawson_criterion)
[EUROfusion: Wendelstein 7-X sets world record for long-plasma triple product (2025)](https://euro-fusion.org/eurofusion-news/wendelstein-7-x-sets-world-record-for-long-plasma-triple-product/)
[Wikipedia: Tokamak](https://en.wikipedia.org/wiki/Tokamak)
[UK Government: JET’s final tritium experiments yield new fusion energy record (2024)](https://www.gov.uk/government/news/jets-final-tritium-experiments-yield-new-fusion-energy-record)
[Wikipedia: Joint European Torus](https://en.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus)
[Wikipedia: List of fusion experiments](https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_fusion_experiments)
[Wikipedia: Wendelstein 7-X](https://en.wikipedia.org/wiki/Wendelstein_7-X)
[Wikipedia: Stellarator](https://en.wikipedia.org/wiki/Stellarator)
[Max Planck Institute for Plasma Physics: news releases 2026](https://www.ipp.mpg.de/5594164/2026)
[Wikipedia: National Ignition Facility](https://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility)
[Lawrence Livermore National Laboratory: NIF in FY2025](https://annual.llnl.gov/fy-2025/national-ignition-facility-2025)
[Wikipedia: Inertial confinement fusion](https://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_confinement_fusion)
[Wikipedia: SPARC (tokamak)](https://en.wikipedia.org/wiki/SPARC_(tokamak))
[Wikipedia: Commonwealth Fusion Systems](https://en.wikipedia.org/wiki/Commonwealth_Fusion_Systems)
[World Nuclear News: Assembly starts of SPARC (2025)](https://www.world-nuclear-news.org/articles/assembly-starts-of-sparc-as-iter-cryopumps-completed)
[Helion: new fusion energy milestones (Feb 2026, company statement)](https://helionenergy.com/newsroom/helion-achieves-new-fusion-energy-milestones)
[TechCrunch: Helion hits 150 million °C (Feb 2026)](https://techcrunch.com/2026/02/13/fusion-startup-helion-hits-blistering-temps-as-it-races-toward-2028-deadline/)
[Reuters via Cyprus Mail: Japan’s Helical Fusion to begin power-on tests in 2027 (29 Sep 2026)](https://cyprus-mail.com/2026/09/29/japans-fusion-energy-startup-to-begin-power-on-tests-at-pilot-reactor-in-2027)
[World Nuclear News: Fusion Industry Association report (Jul 2026)](https://wnn.world-nuclear.org/articles/fusion-industry-raised-usd45-billion-over-past-year-report-says)
[Wikipedia: Thailand Tokamak-1](https://en.wikipedia.org/wiki/Thailand_Tokamak-1)
[Wikipedia: Breeding blanket](https://en.wikipedia.org/wiki/Breeding_blanket)
[IFMIF-DONES: Certifying the suitability of materials for fusion](https://ifmif-dones.es/?p=2431)
[ITER: Safety and the environment](https://www.iter.org/node/18402)
[Wikipedia: Radioactive waste](https://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_waste)
[Wikipedia: Nuclear power](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power)