|
1. ชื่อห้องปฏิบัติการวิจัย : อาคารวิจัยนิวตรอนพลังงานสูง |
|
FAST NEUTRON RESEARCH |
ภาควิชา
ฟิสิกส์2. สมาชิก : ประกอบด้วย
ที่ปรึกษา :
นายประสิทธิ์ เจริญขวัญ (ศ. ดร.)
นางสาวสุภาพ ณ เชียงใหม่ (รศ.)
คณาจารย์ :
1. นายถิรพัฒน์ วิลัยทอง (รศ. ดร.) ผู้ประสานงานห้องปฏิบัติการวิจัย
2. นายนรา จิรภัทรพิมล (รศ. ดร.)
3. นายวิวัฒน์ ตียาสุนทรานนท์ (ผศ.)
4. นายสมศร สิงขรัตน์ (รศ. ดร.)
5. นายการ์เน็ต ฮอยซ์ (อาจารย์พิเศษชาวต่างประเทศ)
6. น.ส. ดุษฏี สุวรรณขจร (อาจารย์)
7. นายธีวรรณ บุญญวรรณ (ผู้ช่วยศาสตราจารย์)
8. นายอุดมรัตน์ ทิพวรรณ (อาจารย์)
9. นายประดุง สวนพุฒ (อาจารย์)
10. นายมิญช์ เมธีสุวกุล (อาจารย์)
นักวิทยาศาสตร์/วิศวกรวิจัย
11. นายเสวต อินทรศิริ
12. นายบุญรักษ์ พันธ์ไชยศรี
13. นางสาวช่ออัญชัน ประพันธ์ศรี
14. นายสตานิสลาฟ ดาวิด็อฟ (ดร.)
15. นายยู เหลียงเติ้ง (ดร.)
16. นายไมเคิล โรดส์
17. นางสาวรพีพรรณ อำพนพันธุ์
เทคนิคเชี่ยน
18. นายราเชนทร์ เจริญนุกูล
19. นายโฉม ทองเหลื่อม
20. นายปถม วิชัยศิริมงคล
21. นายศักดิ์ชัย อ่ำแก้ว
22. นายสุวิชา รัตนรินทร์
23. นายวิฑูร อะโน
24. นายระเบียบ สุวรรณโกสุม
25. นายทองสุข กลัดภิรมย์
เลขานุการ/ธุรการ
- นางสุมัทนา ธารารักษ์
- นางปรียาพร อินทะวัน
- นางสาวกุสุมาลย์ อุตตมะเวทิน
นักการ
- นายปิยะ ทัศนศรี
- นายธนศักดิ์ ฟักทอง
- นายพินิจ แสนแปง
3. หลักการและเหตุผล
วิชาฟิสิกส์นิวเคลียร์มีลักษณะเด่นเฉพาะตัวหลายประการด้วยกัน ที่สำคัญได้แก่
- ประมวลความรู้ยังไม่เป็นที่เข้าใจถ่องแท้ครบถ้วน
- คำอธิบายต้องใช้ทั้งคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ขั้นสูงที่ท้าทาย
- มีศักยภาพทั้งทางด้านสร้างสรรและทำลาย
- ต้องอาศัยเทคโนโลยีระดับสูงหลายแขนงในการวิจัย
การวิจัยทางด้านฟิสิกส์นิวเคลียร์แบบหนึ่งที่ได้รับความนิยมมาก ก็คือการใช้นิวตรอนเป็นอนุภาคกระสุนยิงนิวเคลียสของธาตุต่าง ๆ ทั้งนี้เพราะนิวตรอนเป็นอนุภาคที่มีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า จึงสามารถเจาะลึกเข้าไปในนิวเคลียสได้ทุกระดับพลังงาน
การผลิตรังสีนิวตรอนพลังงานสูงวิธีหนึ่งที่นิยมใช้กันอยู่ทั่วโลกอีกทั้งยังมีต้นทุนต่ำกว่าวิธีอื่น ๆ ก็คือโดยการใช้เครื่องกำเนิดรังสีนิวตรอน (Neutron Generator).
เมื่อปี พ.ศ. 2514 ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้นำเครื่องกำเนิดรังสีนิวตรอนเข้ามาใช้เป็นเครื่องแรกในประเทศ และนี่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่เท่านั้น แต่ที่สำคัญมิได้ยิ่งหย่อนไปกว่ากันก็คือ นับตั้งแต่นั้นมางานวิจัยและการเรียนการสอนในด้านนิวตรอนพลังงานสูง ทั้งในแง่ทฤษฎีและการประยุกต์ก็ได้เติบโตก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับ
ในปี พ.ศ. 2534 ห้องปฏิบัติการฯ ได้ประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคผลิตรังสีนิวตรอนแบบเป็นห้วงที่กว้าง 2 x 10-9 วินาที [ผลงานนี้ได้รับรางวัลที่ 2 ของผลงานคิดค้น/สิ่งประดิษฐ์ซึ่งเป็นประโยชน์แก่ประเทศชาติ ประจำปี พ.ศ. 2534 จากคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ]
ต่อมาในปี พ.ศ. 2538 ห้องฏิบัติการฯ ก็ได้ประสบความสำเร็จอีกครั้งหนึ่งในการสร้างเครื่องเร่งไอออนมวลหนัก เพื่อการเคลือบฝังผิวโลหะ (Heavy Ion Implanter) [ผลงานนี้ได้รับรางวัลที่ 3 ของรางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น ประจำปี 2538 จากคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ]
จวบจนปัจจุบัน การดำเนินงานที่มีผลสัมฤทธิ์เป็นรูปธรรมอย่างต่อเนื่อง ได้เป็นที่ประจักษ์แจ้งแล้วต่อวงการวิทยาศาสตร์ไทย ดังจะเห็นได้จากการที่ว่า ในปี พ.ศ. 2538 สภาวิจัยแห่งชาติได้ยอมรับและยกย่องให้ผู้ประสานงานของห้องปฏิบัติการฯ คือ รศ.ดร.ถิรพัฒน์ วิลัยทอง เป็นนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ และในปี พ.ศ. 2539 รศ.ดร. ถิรพัฒน์ วิลัยทอง ก็ได้รับการคัดเลือกให้รับรางวัลเมธีวิจัยอาวุโสของสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ณ จุดนี้ได้แสดงให้เห็นแล้วว่า การสนับสนุนอย่างสม่ำเสมอย่อมส่งเสริมให้เกิดการพัฒนาของบุคลากรและองค์ความรู้อย่างต่อเนื่อง และเข้มแข็งพอที่จะก่อให้เกิดมิติแห่งการพัฒนาเทคโนโลยีข้างเคียงควบคู่ไปด้วย ซึ่งในกรณีนี้ได้แก่เทคโนโลยีสูญญากาศ เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาค เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีการวิเคราะห์และตรวจสอบคุณภาพของวัสดุ ฯลฯ ซึ่งล้วนเป็นเทคโนโลยีพื้นฐานของการ พัฒนาวงการอุตสาหกรรมขั้นสูงของประเทศในอนาคต
ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดขณะนี้ ก็คือ งานทางด้านการพัฒนาเทคโนโลยีข้างเคียงยังได้ก้าวรุดหน้าอย่างเป็นรูปธรรมอีก ขั้นหนึ่ง ด้วยการที่ทางห้องปฏิบัติการวิจัยได้รับงบประมาณแผ่นดินจำนวนประมาณ 5 ล้านบาท เพื่อให้สร้างอาคารหลังใหม่เพิ่มเติมในบริเวณข้างเคียง อาคารหลังใหม่นี้เนื้อที่ประมาณ 538 ตร. เมตร สร้างเสร็จเมื่อ 6 มิถุนายน 2540 เรียกชื่อกันว่า อาคารเทคโนโลยีไอออนบีม ปัจจุบันใช้เป็นสถานีติดตั้งเครื่องเร่งอนุภาคทั้งหลายที่ไม่ผลิตรังสี ทำให้การทำงานเป็นสัดส่วนมากขึ้น และสามารถที่จะขยายงานทางด้านการพัฒนาเครื่องเร่งอนุภาคและเทคโนโลยีไอออนบีมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
4. วัตถุประสงค์และเป้าหมาย
4.1 เพื่อรักษาและเพิ่มพูนองค์ความรู้ทางด้านฟิสิกส์นิวเคลียร์ของประเทศ มิให้สูญหายและ/หรือขาดตอน
4.2 เพื่อนำความก้าวหน้าทางด้านฟิสิกส์นิวตรอนมาประยุกต์ใช้งานในทางด้านการเกษตร การแพทย์ การอุตสาหกรรม ความมั่นคงของประเทศและการเรียนการสอน
4.3 เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีข้างเคียง (Spin-off Technology) อันได้แก่เทคโนโลยีสูญญากาศ ระดับสูง แม่เหล็กไฟฟ้าความละเอียดสูง พลาสมา และการเคลือบฝังไอออน (Ion Implantation)
4.4 เพื่อเป็นแหล่งพัฒนาคนรุ่นใหม่ให้มีประสบการณ์ทางด้านเทคโนโลยีขั้นสูง
4.5 เพื่อเผยแพร่ชื่อเสียงของประเทศไทยและเผยแพร่ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ไทย จากคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
5. งานวิจัยหลักที่กำลังดำเนินการอยู่
การดำเนินการของห้องปฏิบัติการวิจัยนิวตรอน มี 4 แนวทาง ดังนี้คือ
5.1 การพัฒนาอุปกรณ์และเครื่องมือวิจัย เพื่อเสริมสร้างเทคโนโลยีพื้นฐานทางด้านระบบสูญญากาศ อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์อินเตอร์เฟสและระบบควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ แม่เหล็กไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของไอออนและการปรับลำไอออนซึ่งเป็นพื้นฐานหลักของการพัฒนาอุตสาหกรรมทั้งในปัจจุบันและอนาคต
5.2 การศึกษาฟิสิกส์นิวเคลียร์พื้นฐาน ทางด้านปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ใช้นิวตรอนเป็นอนุภาคกระตุ้น ทั้งในเชิงทดลอง (Pulsed Neutron Time-of- Flight Experiment) และในเชิงทฤษฎี (Nuclear Reaction Calculation)
5.3 การประยุกต์นิวตรอนทางด้านการเกษตรและการแพทย์ และการนำเทคนิคทางด้านนิวเคลียร์มาใช้ในการวิเคราะห์ธาตุ เช่น การวิเคราะหธาตุในอัญมณี การตรวจวัตถุระเบิด ฯลฯ หรือการศึกษาชีวฟิสิกส์ ของขบวนการ Neutron Capture Therapy
5.4 การพัฒนาเทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนสมบัติเชิงผิว (Surface Modification) ด้วยอนุภาคชนิดต่าง ๆ เช่น ไนโตรเจนไอออน, อิเล็กตรอน, และพลาสมา
6. อุปกรณ์/เครื่องมือวิจัยหลักที่มีอยู่แล้ว
เครื่องเร่งอนุภาคแบบ Nanosecond Pulsed Beam ระบบแต่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ หัววัดรังสีชนิดต่าง ๆ ระบบเก็บและวิเคราะห์ข้อมูล ฯลฯ มูลค่ารวมทั้งสิ้นประมาณ 30 ล้านบาท
เครื่อง Ion Implanter แม่เหล็กไฟฟ้าความละเอียดสูง (Analysing Magnet) ระบบวิเคราะห์ผิววัสดุ ฯลฯ มูลค่ารวมทั้งสิ้นประมาณ 15 ล้านบาท
7. ผลสัมฤทธิ์ทางด้านการวิจัยจนถึงปัจจุบัน
- ได้พัฒนา 2ns Pulsed Neutron Accelerator สำเร็จ
- ได้สร้างระบบ Collimating และ Shielding ของการทดลอง 12 meters Double Differential Cross-section (DDX) Measurement สำเร็จ
- ประสบความสำเร็จในการวัดค่า DDX ของเหล็กและบิสมัท
- ได้พัฒนาเครื่อง Nitrogen Ion Implanter สำเร็จ
- ได้พัฒนาเทคนิคการเปลี่ยนพลังงานของ 14 MeV นิวตรอน โดยใช้วิธี Proton Recoil Converter
- ได้พัฒนาระบบระบายความร้อนแบบประหยัดของเครื่องกำเนิดนิวตรอนสำเร็จ