เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนระดับพลังงาน 3 GeV แห่งแรกของภูมิภาค @ EECi
โพสเมื่อ : 9 ตุลาคม 2020
เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนเป็นเครื่องมือเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ มีความซับซ้อนทางเทคโนโลยีวิศวกรรม ซึ่งถือเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่มีสำคัญต่อการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศ มีประโยชน์ยิ่งต่องานวิจัยวิทยาศาสตร์พื้นฐานและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ตั้งแต่งานวิจัยทางการแพทย์ การเกษตร อุตสาหกรรม อีกทั้งยังเป็นประโยชน์ในการต่อยอดและพัฒนานวัตกรรมใหม่
แสงซินโครตรอนคืออะไร?
จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ แสงช่วยให้เรามองเห็นสิ่งต่าง ๆ ในเอกภพ ตั้งแต่สิ่งที่มีขนาดเล็กในระดับโมเลกุลหรืออะตอม ไปจนถึงสิ่งที่มีขนาดใหญ่อย่างจักรวาล แสงมีหลายประเภท เรียกแตกต่างกันตามช่วงความยาวของคลื่นแสง อาทิ คลื่นวิทยุ (Radio Waves), ไมโครเวฟ (Microwaves), อินฟราเรด (Infrared), แสงที่ตามองเห็น (Visible Light), รังสีเอกซ์ (X-Rays), รังสีอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet), รังสีแกมมา (Gamma Rays) โดยแสงที่เกิดจากเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน เรียกว่า “แสงซินโครตรอน”
“แสงซินโครตรอน” เกิดจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุลบหรืออิเล็กตรอนให้มีความเร็วสูงใกล้เคียงกับความเร็วแสง จากนั้นจะบังคับให้อิเล็กตรอนเลี้ยวเบนกระทันหัน ขณะเกิดการเลี้ยวเบนอิเล็กตรอนจะปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่า “แสงซินโครตรอน” เป็นลำแสงที่มีความสว่างกว่าแสงอาทิตย์ประมาณล้านเท่า มีอำนาจการทะลุทะลวงสูง ขนาดของลำแสงเล็กได้ถึงในระดับไมโครเมตร (1 ใน 1000000 ของเมตร) ช่วยให้เราสามารถดูรายละเอียดโครงสร้างสิ่งต่าง ๆ ได้อย่างชัดเจน ยิ่งไปกว่านั้น แสงซินโครตรอนยังครอบคลุมช่วยความยาวคลื่นต่อเนื่อง ตั้งแต่รังสีอินฟราเรด (Infrared), แสงที่ตามองเห็น (Visible Light), รังสีอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet), และรังสีเอกซ์ (X-Rays) ทำให้นักวิจัยสามารถเลือกใช้ช่วงความยาวคลื่นที่เหมาะสมกับงานวิจัยแต่ละประเภท จึงเป็นประโยชน์ต่อหลายอุตสาหกรรม
เราใช้แสงซินโครตรอนทำอะไร
แสงซินโครตรอนมักถูกใช้เป็นเครื่องมือในการศึกษาวิจัยองค์ประกอบและโครงสร้างของวัสดุต่าง ๆ โดยอาศัยหลักการใช้แสงซินโครตรอนเข้าไปกระตุ้นอะตอมที่อยู่ภายในวัสดุ ซึ่งจะทำให้เกิดกระบวนการบางอย่าง เช่น แสงเกิดการกระเจิงจากวัสดุ หรือวัสดุมีการดูดกลืนแสง หรือมีบางสิ่งหลุดออกมาจากวัสดุ เช่น มีอิเล็กตรอนหลุดออกมา หรือวัสดุมีการปลดปล่อยรังสีเอกซ์ จากนั้นจะมีระบบวัดสำหรับวัดแสงที่กระเจิง หรือวัดการดูดกลืนแสง หรือวัดอิเล็กตรอนหรือรังสีเอกซ์ที่ถูกปล่อยออกมา แล้วทำการวิเคราะห์ข้อมูลออกมาเป็นองค์ประกอบ หรือลักษณะโครงสร้างวัสดุ
แสงซินโครตรอนมีประโยชน์เป็นอย่างมากต่องานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อาทิ สามารถนำมาใช้ในการศึกษาโครงสร้างโปรตีนของเอนไซม์และเชื้อไวรัสเพื่อนำมาออกแบบยารักษาโรค ใช้ในการศึกษาโครงสร้างในระดับนาโนของวัสดุต่าง ๆ รวมถึงนาโนในเซลล์นำส่งยา ใช้ในการถ่ายภาพรังสีเอ็กซ์ 3 มิติ ใช้ระบุตำแหน่งอะตอมของอัญมณี สารพิษในสิ่งแวดล้อม โบราณวัตถุ เป็นต้น ซึ่งในปัจจุบันได้ใช้ประโยชน์ในหลากหลายอุตสาหกรรมตั้งแต่อุตสาหกรรมการเกษตรและอาหาร ไปจนถึงอุตสาหกรรมการแพทย์ และแบตเตอร์รี่เพื่อยานยนต์สมัยใหม่
เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนในประเทศไทย
เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนมีอยู่มากกว่า 60 แห่งทั่วโลก ส่วนใหญ่อยู่ในทวีปยุโรป ทวี ปอเมริกา ญี่ปุ่น สำหรับประเทศไทยเรามีเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนมามากกว่า 20 ปี ตั้งอยู่ที่ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) จ.นครราชสีมา ภายใต้การกำกับดูแลของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยเป็นเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนรุ่นที่ 2 ที่ได้รับเครื่องมาจากประเทศญี่ปุ่น เมื่อปี พ.ศ. 2539 เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนของไทยที่ใช้ในปัจจุบัน คือ เครื่องกำเนิดแสงสยาม (Siam Photon Source) เป็นเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนขนาดพลังงาน 1.2 GeV ที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน ประกอบด้วยระบบเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน ทำหน้าที่ผลิตและเร่งพลังงานลำอิเล็กตรอน และวงกักเก็บอิเล็กตรอนทำหน้าที่กักเก็บลำอิเล็กตรอนพลังงานสูงและผลิตแสงซินโครตรอน โดยให้บริการแก่ภาควิชาการและภาคอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง
เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนใหม่ ระดับพลังงาน 3GeV แห่งแรกของภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก
จากประโยชน์ที่ประเทศได้รับจากการประยุกต์ใช้แสงซินโครตรอนไม่ว่าจะในแง่ของงานวิจัยขั้นพื้นฐาน งานด้านสิ่งแวดล้อม การวิจัยทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ การพัฒนายารักษาโรค งานวิจัยเชิงอุตสาหกรรมและการเกษตร การพัฒนาทางด้านวัสดุศาสตร์ ด้านวิศวกรรมย้อนรอย ด้านนิติวิทยาศาสตร์ ด้านโบราณคดี ประกอบกับองค์ความรู้จากการพัฒนาเครื่องกำเนิดแสงสยาม จึงทำให้มีการต่อยอดสู่การออกแบบและพัฒนาเทตโนโลยีขึ้นเอง เพื่อยกระดับศักยภาพของเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน สู่ระดับพลังงาน 3 GeV ด้วยฝีมือคนไทย
เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนใหม่นี้จะมีขนาดเส้นรอบวงประมาณ 321.3 เมตร โดยใช้เทคโนโลยี Double Triple Bend Achromat (DTBA) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำสมัย จะส่งผลให้แสงซินโครตรอนที่ได้มีความสว่างจ้าของแสงมากกว่าเดิม 1 ล้านเท่า รวมถึงสามารถรองรับระบบลำเลียงแสงได้สูงถึง 22 ระบบ สามารถใช้ในการพัฒนางานวิจัยเชิงลึกเพื่อขยายขีดความสามารถในการแข่งขันของภาคอุตสาหกรรม เปิดโอกาสให้นักวิจัยและภาคเอกชนเข้ามาใช้ประโยชน์จากแสงซินโครตรอนได้มากถึง 1,300 โครงการต่อปี หรือเพิ่มขึ้นประมาณ 3 เท่า อันจะก่อให้เกิดมูลค่าเพิ่มทางเศรษฐกิจของประเทศ อีกไม่น้อยกว่าปีละ 6,000 ล้านบาท รวมถึงจะมีงานวิจัยที่เป็นระดับเชิงลึกมากยิ่งขึ้น อันจะนำไปสู่ความก้าวหน้าทางการแพทย์ การสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับผลผลิตทางการเกษตรและอาหาร งานวิจัยด้านสิ่งแวดล้อม การวิจัยโบราณคดีเชิงนิติวิทยาศาสตร์ ตลอดจนงานวิจัยเชิงคุณค่าทางศิลปวัฒนธรรม ในส่วนของภาคอุตสาหกรรมยังช่วยขยายขีดความสามารถในรองรับงานวิจัยจากภาคอุตสาหกรรมได้เพิ่มมากขึ้น สร้างสรรค์ นวัตกรรมหลากหลายชนิด ร่วมพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศผ่านความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม อีกทั้งยังนำไปสู่การพัฒนาศักยภาพบุคลากรของไทย สาขาอาชีพต่าง ๆ อาทิ นักวิทยาศาสตร์ นักฟิสิกส์เครื่องเร่งอนุภาค วิศวกร และช่างผู้ชำนาญการ เป็นต้น
เครื่องซินโครตรอนเครื่องใหม่ ระดับพลังงาน 3 GeV จะตั้งอยู่ในพื้นที่เขตนวัตกรรมระเบียงเศรษฐกิจภาคตะวันออก (Eastern Economic Corridor of Innovation: EECi) วังจันทร์วัลเล่ย์ จังหวัดระยอง ด้วยเหตุผลทางด้าน (1) ความมั่นคงทางธรณีวิทยา (2) การเข้าถึงในแง่ของระบบขนส่งมวลชนและการคมนาคม (3) ความใกล้เคียงกับเขตอุตสาหกรรม (4) ความใกล้เคียงกับสถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์และมหาวิทยาลัย และ (5) ความร่วมมือและการร่วมทุนฯ ซึ่งสอดคล้องกับนโยบายของรัฐบาลที่มุ่งเน้นโครงการพัฒนาระเบียงเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออก เป็นการผลักดันการลงทุนขนาดใหญ่ทำให้เศรษฐกิจไทยขยายตัว และก้าวสู่การเป็นประเทศพัฒนาแล้วเพื่อยกระดับไปสู่ยุค “Thailand 4.0” อย่างมั่นคงและยั่งยืน
กดติดตาม EECi เพื่อรับข่าวสารด้านนวัตกรรมที่น่าสนใจต้องการสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม โทร 0-2564-8000 email: info@eeci.or.th
อ้างอิงที่มาข้อมูล
