สถานีรถไฟ Kurayoshi MO Memoir : Sunday 24 December 2566

สัปดาห์ที่แล้วเล่าเรื่องสถานี Yura ไป อันที่จริงในวันนั้นเส้นทางนั่งรถไฟไปสถานี Yura (สถานีโคนัน) กับเส้นทางกลับนั้นคนละเส้นทางกัน ขาไปเปลี่ยนรถไฟ ๔ ขบวน ส่วนขากลับเปลี่ยนเพียงครั้งเดียว ตอนไปนั้นออกจากตัวเมืองโอซากาไปเปลี่ยนเป็นชินคันเซ็นเพื่อไปเปลี่ยนอีกขบวนที่โอคายามา จากโอคายามาก็มาเปลี่ยนเป็นรถท้องถิ่นที่สถานี Kurayoshi นี้เพื่อเดินทางต่อไปยังสถานี Yura (ต้องนั่งรถไฟต่อไปอีกสองสถานี) ส่วนขากลับนั้นนั่งจากสถานี Yura มาเปลี่ยนที่ทตโตริแล้วตรงมาที่โอซากาเลย

รูปที่ ๑ สถานี Kurayoshi อยู่ตรงจุดสีแดงในรูป

ตอนไปถึง Kurayoshi ก็เป็นเวลาเลยเที่ยงแล้วพอดี กว่าขบวนถัดไปจะมาก็อีกกว่าหนึ่งชั่วโมง เลยมีเวลาเดินเล่นรอบ ๆ สถานีและหาข้าวเที่ยงกิน ที่ตัวสถานีมีศูนย์ข้อมูลนักท่องเที่ยวด้วย แต่พอโผล่ออกมาจากสถานีเรียกว่าแทบจะไม่เห็นทั้งคนทั้งรถ โชคดีมีร้านอาหารอินเดียอยู่ใกล้สถานีก็เลยแวะเข้าไปหาอะไรกิน เห็นมีข้าวกะเพราหมูสับไข่ดาวก็เลยลองสั่ง ถ้าเทียบกับบ้านเราแล้วก็เรียกว่ารสอ่อนหน่อยและไม่เผ็ด

ที่ตัวสถานี Kurayoshi นี้มีป้ายบอกชื่อสถานี Kuranogawa ที่อยู่ระหว่าง Yura กับ Yurihama แต่พอเอาชื่อสถานี Kuranogawa ไปค้นใน google ก็ไม่เจอ ไม่รู้ว่ามันเป็นสถานีเก่าที่เคยมีหรือเป็นสถานีสมมุติในการ์ตูน

ฉบับนี้ก็ยังคงเป็นเรื่องเล่าด้วยรูปเช่นเคย (ภาพบันทึกไว้ในวันอังคารที่ ๑ สิงหาคม ๒๕๖๖ เวลาบ่ายโมงเศษ) และเป็นบันทึกว่าได้ผ่านไปที่ใดมา

รูปที่ ๒ ตอนรอเปลี่ยนรถไฟเดินขึ้นสะพานลอยมายังอีกชานชลา ก็ขอบันทึกภาพไว้หน่อย มีรถอีกขบวนเข้าจอดพอดี 

รูปที่ ๓ ออกมาจากชานชลาแล้ว แต่ยังคงอยู่ในตัวสถานี 

รูปที่ ๔ สถานี Kuranogawa ที่ไม่รู้ว่าอยู่ที่ไหน

รูปที่ ๕ แผนผังตัวสถานี 

 

รูปที่ ๖ แผนที่ตัวเมืองและแหล่งท่องเที่ยวที่ติดตั้งอยู่ในตัวสถานี 

รูปที่ ๗ ตัวสถานีเมื่อมองจากด้านนอก 

รูปที่ ๘ ตัวสถานีเมื่อมองจากอีกฟากหนึ่ง 

รูปที่ ๙ บรรยากาศถนนหน้าตัวสถานี

รูปที่ ๑๐ อีกภาพหนึ่งของบรรยากาศถนนหน้าตัวสถานี

รูปที่ ๑๑ ศูนย์บริการนักท่องเที่ยวที่อยู่ที่ตัวสถานี 

รูปที่ ๑๒ ข้าวกะเพราหมูสับไข่ดาวที่สั่งกินที่ร้านอาหารอินเดีย 

รูปที่ ๑๓ รถไฟขบวนที่นั่งต่อไปยังสถานีโคนัน

สถานีรถไฟ Yura (สถานีรถไฟโคนัน) MO Memoir : Sunday 17 December 2566

ถ้าไม่ใช่แฟนการ์ตูนเรื่องนี้ ก็คงไม่มีการเดินทางมายังสถานที่นี้ สถานที่ที่ไม่มีอะไรเลย นอกจากพิพิธภัณฑ์ของนักเขียนการ์ตูนคนหนึ่ง โชคดีที่ตัวการ์ตูนตัวที่มีชื่อเสียงของเขานั้นไม่อยู่ที่บ้าน ก็เลยไม่เจอเรื่องเลวร้าย เพราะเด็กรายนี้ไม่ว่าจะไปที่ไหน ต้องมีคนตายเกือบทุกที่ จนมีคนเขาขนานนามให้เล่น ๆ ว่าเป็น "ตัวกาลกิณีประจำเกาะ"

งานนี้เรียกว่านั่งรถไฟเที่ยวชมบ้านเรือนเขาก็ได้ เพราะขาไปได้เปลี่ยนรถไฟถึง ๔ ชบวน จากที่พักต้องไปขึ้นด่วน Shinkansen ที่สถานี Shin Osaka (เจอรถไฟญี่ปุ่นเสียเวลาหลายนาทีที่สถานีแรก ต้องเปลี่ยนแผนกระทันหัน ไม่งั้นไปขึ้นรถไฟด่วนไม่ทัน) เลยมีโอกาสแวะชิมกาแฟร้อนกับนั่งชมวิวจากรถไฟความเร็วสูง (เป็นครั้งแรกที่ได้นั่งรถไฟความเร็วสูงของญี่ปุ่น ก่อนหน้านี้ที่เคยนั่งก็มีของอังกฤษ (สมัยเรียนหนังสือ) และของเยอรมัน (ตอนแวะไปเยี่ยมมหาวิทยาลัย Aachen) เพื่อไปเปลี่ยนรถที่สถานี Okayama เป็นรถไฟท้องถิ่นนั่งไปยังสถานี Kurayoshi เพื่อรอเปลี่ยนอีกขบวนไปสถานีรถไฟ Yuri ระหว่างรอก็เลยมีเวลาเดินเล่นรอบสถานีและหาข้าวเที่ยงกิน (โชคดีที่มีร้านขายของกินเปิด เป็นร้านของคนอินเดียแต่มีข้าวกะเพราขายด้วย ก็เลยลองสั่งมากิน) ตอนแรกก็คิดว่าที่ Kurayoshi นี้เป็นเมืองที่เงียบแล้ว แต่ที่ Yuri เงียบกว่าอีก

เมืองนี้เป็นบ้านเกิดของผู้เขียนการ์ตูนโคนัน เมื่อการ์ตูนเขามีชื่อเสียง ก็มีความพยายามดึงรายได้กลับมาสู่บ้านเกิด ด้วยการตั้งพิพิธภัณฑ์ผู้เขียนที่นี่ นอกจากคนญี่ปุ่นที่ขับรถมาเที่ยวแล้ว ผู้โดยสารรถไฟที่เดินทางมาที่นี่จำนวนไม่น้อยเลยก็เป็นคนต่างชาติ (เรียกได้ว่าเป็น soft power ของจริง) ลงรถเสร็จก็เดินตาม ๆ กันไปยังพิพิธภัณฑ์ ขากลับมาขึ้นรถไฟ ก็มีชาวต่างชาติรอรถไฟกันเต็มไปหมด ที่พิพิธภัณฑ์มีจักรยานให้เช่าขี่ชมเมืองด้วย คงเหมาะสำหรับปั่นเล่นชมความสงบของเมืองเล็ก ๆ

รูปที่ ๑ จุดแดงข้างล่างคือตัวสถานี เส้นสีเหลืองคือเส้นทางเดินไปยังพิพิธภัณฑ์ของนักเขียนการ์ตูนโคนัน ระยะทางกิโลเมตรเศษ ๆ ที่ไม่มีร่มเงาให้หลบแดดหรือฝน

รูปที่ ๒ โผล่ออกจากสถานีก็จะเจอเด็กคนนี้ยืนชี้หน้าคนที่เดินออกมา

รูปที่ ๓ หาป้ายชื่อสถานี Yura ภาษาอังกฤษไม่เจอ มีแต่ป้ายสถานีโคนัน

รูปที่ ๔ ออกจากสถานีเดินไปทางซ้าย จะเป็นลานมีรูปปั้นเด็กยืนชี้นิ้ว

รูปที่ ๕ เด็กคนนี้ไง

รูปที่ ๖ ภาพกว้างของบริเวณตัวสถานี

รูปที่ ๗ ถนนตรงหน้าสถานีเขาตั้งชื่อให้เป็นถนนโคนันตามตัวการ์ตูนเลย

รูปที่ ๘ ตัวสถานีเมื่อมองใกล้ ๆ ด้านซ้ายเป็นร้านขายของที่ระลึก ประตูที่อยู่ด้านขวาคือเข้าตัวสถานี

รูปที่ ๙ ห้องขายของที่ระลึกที่เป็นส่วนหนึ่งของตัวสถานี

รูปที่ ๑๐ จากตัวสถานีมองไปยังฝั่งทิศตะวันออก (ที่มาจากเมือง Tottori) สถานีนี้มี ๓ ชานชลาด้วยกัน

รูปที่ ๑๑ ปลายชานชลาฝั่งทิศตะวันออก

 

รูปที่ ๑๒ จากชานชลา ๑ มองไปยังฝั่งทิศตะวันตก

รูปที่ ๑๓ ปลายขานชลาฝั่งมุ่งตะวันตก

รูปที่ ๑๔ จากสถานีนี้ไปทางซ้ายคือกลับไปยังเมือง Tottori ส่วนทางขวาไปสิ้นสุดที่ไหนก็ไม่รู้

รูปที่ ๑๕ ป้ายบอกว่าชานขลา ๑ ส่วนอีกป้ายบอกว่าอะไรก็ไม่รู้ เพราะอ่านภาษาญี่ปุ่นไม่เป็น

รูปที่ ๑๖ ห้องพักผู้โดยสารฝั่งชานชลา ๒ และ ๓

รูปที่ ๑๗ รถไฟขบวนที่จะนั่งกลับ Tottori กำลังเข้าจอดที่สถานี

รูปที่ ๑๘ ตั๋วรถไฟของขบวนเที่ยวกลับมายัง Tottori

ขึ้นบรรทัดใหม่ให้ถูกต้องหน่อยก็ดี MO Memoir : Friday 15 December 2566

 

หายไปหลายวันเพราะเป็นช่วงสอบและตรวจข้อสอบ (แต่อันที่จริงคือไม่รู้จะเขียนเรื่องอะไรดี)

สัปดาห์นี้พอจะขึ้นลิฟต์ไปทำงานก็เห็นมีป้ายประกาศข้างบนติดไว้หน้าลิฟต์ ตอนแรกที่เห็นก็คิดในใจว่าจะให้เดินขึ้นบันไดไป ๑๐ ชั้นเพื่อไปทำงานหรือ "ชั้น 4" อยู่ระหว่างการก่อนสร้าง แล้วทำไมต้องห้ามใช้ลิฟต์ไปยังทุกชั้นด้วย

อันที่จริงคือชั้น ๔ เขามีการปรับปรุงอาคารขนานใหญ่ เลยมีการปิดกั้นบริเวณและย้ายห้องทำงาน ในช่วงสัปดาห์ที่แล้วที่ยังมีการสอบนั้นก็ยังมีการใช้พื้นที่บางส่วนอยู่ แต่สัปดาห์นี้มันสิ้นสุดการสอบแล้ว เขาก็คงจะขอปิดบริเวณ

แค่ย้ายคำว่า "ชั้น 4" ไปอยู่ร่วมกับข้อความในบรรทัดบน ความหมายมันก็จะแตกต่างไป

รู้ทันนักวิจัย (๒๖) บน simulation ทุกอย่างเป็นได้หมด (ภาค ๕) MO Memoir : Sunday 3 December 2566

หลายปีที่แล้วช่วงปีใหม่ วิศวกรจากโรงแยกแก๊สรายหนึ่งแวะมาคุยกับผม และถามคำถามผมว่าจะเอาแก๊สมีเทนไปทำอะไรดีนอกจากเป็นเชื้อเพลิง (และ steam reforming ที่ต้องใช้อุณหภูมิสูง) โดยดูเหมือน่วาตัวเขาเองนั้นก็ได้ค้นคว้างานวิจัยว่าที่ผ่านมานั้นมีการทำอะไรกันมาแล้วบ้าง

ผมก็บอกเขาไปว่า อย่างแรกคือ "ให้โยนบทความที่เป็นงาน simulation ทิ้งไปก่อน"

เขาก็ตอบผมกลับมาเลยว่า "แล้วจะเหลืออะไรล่ะ อาจารย์"

กลางเดือนที่แล้วได้ไปนั่งฟังนิสิตปริญญาเอกบรรยายในวิชาสัมมนา เขาก็เอาบทความของเขาที่ "ตีพิมพ์ไปแล้ว" มาบรรยายให้ฟัง งานของเขาเป็นงานที่เกี่ยวข้องกับการดักจับเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก "Flue gas" เพื่อไปผลิตเป็นสารเคมีที่มีมูลค่าสูงขึ้น

ที่ผมสะกิดใจคือแก๊สที่เป็นแหล่งที่มาของคาร์บอนไดออกไซด์คือแก๊สอะไร เขาก็บอกว่าเป็น "Flue gas" (แก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง)

ก็เลยถามต่อว่าแล้วเขาแยกคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาด้วยวิธีใด เขาก็บอกว่าใช้การดูดชับด้วย zeolite 13X

ก็เลยถามต่อไปอีกว่า แล้วดึงเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก zeolite 13X ด้วยวิธีใด เขาก็บอกว่าใช้ concentration gradient (ความแตกต่างของความเข้มข้น) ด้วยการเอาแก๊สมีเทนเข้าไป purge ไล่คาร์บอนไดออกไซด์ที่ zeolite 13X ดูดซับเอาไว้ออกมา เพราะวิธีนี้เป็นวิธีที่ประหยัดพลังงาน เพราะไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนหรือการลดความดันช่วย

ผมก็ถามเขาต่อว่าแล้วใน "Flue gas" ของคุณประกอบด้วยแก๊สอะไรบ้าง เขาก็บอกว่าประกอบด้วย ไนโตรเจน, ออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์

"แล้ว "น้ำ" ล่ะ" ผมถามต่อ เขาก็ตอบกลับมาว่า "ไม่มี"

รูปที่ ๑ แผนผังกระบวนการที่นำเสนอและคำบรรยายกระบวนการ

จะว่าไปอากาศที่ส่งเข้าไปเพื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงนั้น มันก็มีความชื้นปนอยู่เล็กน้อย และตัวเชื้อเพลิงฟอสซิลเองนั้นก็มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบอยู่ ส่วนจะมีมากน้อยแค่ไหนนั้นก็ขึ้นอยู่กับว่าเชื้อเพลิงนั้นคืออะไร ถ้าเป็นพวกแก๊สธรรมชาติ, ไฮโดรคาร์บอน หรือชีวมวล ก็จะมีมากหน่อย ถ้าเป็นพวกถ่านหินก็ขึ้นอยู่กับเกรด แต่ที่แน่ ๆ ก็คือมันจะมีน้ำปนอยู่เสมอ และก็ไม่แปลกถ้าจะมีพวกสารประกอบกำมะถันปนอยู่ด้วย

สิ่งที่ผมบอกเขาไปก็คือ องค์ประกอบของ flue gas ที่เขาใช้นั้น มันไม่ตรงกับความเป็นจริงที่มันจะมีน้ำปนอยู่เสมอ และน้ำที่ปนอยู่นั้นมันจะจับกับ zeolite 13X ไว้แน่น ไม่หลุดออกมาง่าย ๆ อย่างที่เขาคิดหรอก จากประสบการณ์ของผมเองที่วิเคราะห์แก๊สตัวอย่างที่มีไอน้ำปนด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟและใช้คอลัมน์ที่บรรจุ zeolite เอาไว้ ช่วงแรก ๆ คอลัมน์จะทำงานได้ดี แต่เมื่อมันดูดซับเอาน้ำไว้มากขึ้น มันจะเริ่มไม่ทำงาน (คือไม่สามารถแยกสารได้) ทำให้จำเป็นต้องไล่น้ำที่ค้างอยู่ในคอลัมน์ออก และวิธีการที่ใช้ก็คือใช้อุณหภูมิสูง (ระดับ 230-240ºC) ทิ้งไว้เป็นเวลานาน (เรียกว่าข้ามวันก็ได้) จึงจะไล่น้ำออกจากคอลัมน์ได้หมด

จริงอยู่แม้ว่าในแผนผังกระบวนการของเขาจะมี Cooler อยู่ทางด้านขาออกของเครื่องคอมเพรสเซอร์ แต่มันจะดึงไอน้ำออกได้เหลือเพียงแค่ไม่เกินความดันไออิ่มตัวของไอน้ำที่อุณหภูมิด้านขาออก ดังนั้นแก๊สด้านขาออกของ Cooler ก็ยังคงมีความชื้นปนด้วยอยู่ดี

ดังนั้นในความเป็นจริง (ถ้ามีการทดลองทำจริง) พอใช้งานไปสักพักกระบวนการนี้มันจะไม่ทำงาน คือแม้ว่าในช่วงแรกมันจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์เอาไว้จนอิ่มตัว และการผ่านแก๊สมีเทนเข้าไปแทน Flue gas จะดึงเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาได้ แต่พอใช้งานไปจน zeolite ดูดซับไอน้ำเอาไว้จนอิ่มตัว มันจะไม่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์อีกต่อไป คือไม่สามารถทำการแยกเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก Flue gas ได้ เว้นแต่จะมีการไล่น้ำออก

รูปที่ ๒ ผลการทดลองการดูดซับและคายซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ด้วย zeolite 13X โดยแก๊สที่ใช้ในการทดลองนั้นไม่มีไอน้ำปนอยู่ การทดลองเป็นการใช้สารดูดซับตัวเดิมทำซ้ำ 5 รอบ

รูปที่ ๓ ผลการทดลองการดูดซับและคายซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ด้วย zeolite 13X ในแก๊สที่มีน้ำปน (CO₂ 48% น้ำ 2.5%) การทดลองเป็นการใช้สารดูดซับตัวเดิมทำซ้ำ 5 รอบ

รูปที่ ๒ และ ๓ นำมาจากเอกสารของบริษัท micromeritics เป็นการทดลองใช้ zeolite 13X บรรจุในเบดนิ่งดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากแก๊สผสม โดยทำการดูดซับจนกระทั่งเบดอิ่มตัว จากนั้นก็ทำการไล่คาร์บอนไดออกไซด์ออกและทำการดูดซับใหม่ รูปที่ ๒ เป็นการทดลองด้วยแก๊สที่ไม่มีน้ำปน จะเห็นว่าผลการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์นั้นทำซ้ำได้ดี แต่พอมีน้ำปน (รูปที่ ๓) ปรากฏว่าความสามารถในการดูดซับน้ำลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว แม้ว่าความเข้มข้นของไอน้ำในแก๊สน้ำเป็นเพียงแค่ความเข้มข้นอิ่มตัวที่อุณหภูมิ 30ºC เท่านั้นเอง นั่นเป็นเพราะว่า zeolite 13X จับน้ำเอาไว้แน่น ไม่สามารถไล่ได้ด้วยการผ่านแก๊สที่ไม่มีไอน้ำบน (แก๊สแห้ง แต่ไม่ร้อน) เมื่อใช้ซ้ำไปเรื่อย ๆ น้ำจะเข้าไปสะสมในรูพรุนจนทำให้พื้นที่ผิวรูพรุนที่จะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์นั้นลดต่ำลงเรื่อย ๆ เมื่อใช้ซ้ำ

เอกสารของบริษัท BASF (รูปที่ ๔) และบทความที่มีการกล่าวถึงอุณหภูมิที่ต้องใช้ในการไล่น้ำออกจาก zeolite 13X (รูปที่ ๕) ก็บอกไว้ชัดเจนว่าต้องใช้อุณหภูมิในช่วงประมาณ 200-300ºC ดังนั้นถ้าใช้ zeolite 13X ในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก flue gas (ที่มีไอน้ำปนอยู่ด้วยเสมอ) จนมันดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จนอิ่มตัว การเอาแก๊สมีเทน (ที่ไม่ร้อน) ไหลผ่านเบด concentration gradient ที่มีนั้นจะดึงเอาเฉพาะคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาได้เท่านั้น โดยน้ำจะยังตกค้างอยู่บนพื้นผิว zeolite 13X ทำให้พื้นผิวที่สามารถทำการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้เมื่อนำ zeolite 13X มาใช้งานซ้ำนั้นลดต่ำลง และจะเป็นอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งมันไม่สามารถทำการแยกคาร์บอนไดออกไซด์ได้ (คือองค์ประกอบของแก๊สที่ไหลเข้าเหมือนกับของแก๊สที่ไหลออก

โดยความเห็นส่วนตัวรู้สึกว่า งานนี้เป็นเหมือนบทความของผู้ที่ไม่มีประสบการณ์ทำการทดลอง และได้รับการประเมินด้วยผู้ไม่มีประสบการณ์ในการทำการทดลองเช่นกัน

รูปที่ ๔ เอกสารของบริษัท BASF เกี่ยวกับคุณสมบัติของ zeolite 13X เอกสารนี้ระบุชัดเจนว่าถ้าต้องการไล่น้ำออกต้องใช้แก๊สที่มีอุณหภูมิสูงระดับ 200-300ºC

รูปที่ ๕ บทความวิจัยที่มีการกล่าวถึงการไล่น้ำออกจาก zeolite 13X ในบทความนี้กล่าวว่าถ้าต้องการไล่น้ำออกต้องใช้แก๊สที่มีอุณหภูมิสูงระดับ 250-300ºC

การละลายของเอทานอลในไฮโดรคาร์บอน MO Memoir : Saturday 25 November 2566

โครงสร้างโมเลกุลของเอทานอลนั้นมีทั้งส่วนที่มีขั้วที่แรงคือหมู่ -OH และส่วนที่ไม่มีขั้วคือหมู่ -C₂H₅ ด้วย ด้วยการที่ส่วนที่ไม่มีขั้วมีขนาดเล็กจึงทำให้เอทานอลละลายในน้ำได้ในทุกสัดส่วน ที่มีปัญหามากกว่าน่าจะเป็นการละลายในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วเช่นไฮโดรคาร์บอน

ในกรณีของพวก "light hydrocarbon" (พวกที่มีจุดเดือดต่ำ) นั้นพบว่าเอทานอลที่ปราศจากน้ำ (absolute ethanol หรือ anhydrous ethanol) สามารถละลายได้ในทุกสัดส่วน แต่ในกรณีของเอทานอลที่มีน้ำผสมอยู่ด้วยนั้น (เช่นเอทานอลที่เราใช้ในการผลิตแก๊สโซฮอล์ที่มีน้ำผสมอยู่ได้ไม่เกิน 0.3 wt% หรือถังเก็บน้ำมันแก๊สโซฮอล์ที่มีน้ำปนเปื้อน) พบว่า การละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกันระหว่าง น้ำ + เอทานอล + ไฮโดรคาร์บอนนั้น ยังขึ้นกับรูปร่างโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนด้วยว่าเป็นชนิดสายโซ่หรืออะโรมาติก

รูปที่ ๑ เฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + นอร์มัลเฮปเทน (n-Heptane (C₇H₁₆) นำมาจากบทความเรื่อง "Vapour–liquid–liquid and vapour–liquid equilibrium of the system water + ethanol + heptane at 101.3 kPa", Vicente Gomis, Alicia Font, Maria Dolores Saquete, Fluid Phase Equilibria, 248 (2006) 206-210. หน่วยของแต่ละแกนในรูปนี้คือ mol%

รูปที่ ๑ เป็นเฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + นอร์มัลเฮปเทน ก่อนอื่นขอให้ข้อมูลในการอ่านกราฟแบบนี้สำหรับผู้ที่ไม่เคยใช้กราฟแบบนี้มาก่อน แกนนอนในรูปที่ ๑ ที่อยู่ระหว่างคำ Water ทางด้านซ้าย กับ n-Heptane ทางด้านขวาคือสัดส่วนน้ำในสารละลาย ตัวเลข 100 ที่อยู่ทางฝั่งคำ "Water" คือมีน้ำเพียงอย่างเดียว (น้ำบริสุทธิ์) ตัวเลข 0 ที่อยู่ทางฝั่งคำ "n-Heptane" คือสารละลายที่ไม่มีน้ำเลย (มีแต่นอร์มัลเฮปเทน) แกนทางด้านซ้าย (เริ่มจาก 0 ที่คำ "Water' ไปจนถึง 100 ที่คำ "Ethanol") คือสัดส่วนเอทานอลในสาละลาย และในทำนองเดียวกันแกนทางด้านขวา (เริ่มจาก 0 ที่คำ "Ethanol' ไปจนถึง 100 ที่คำ "n-Heptane") คือสัดส่วนนอร์มัลเฮปเทนในสารละลาย ทุก ๆ องค์ประกอบที่อยู่บนแกนทางด้านขวาคือสารละลายผสมระหว่างเอทานอลกับนอร์มัลเฮปเทนที่ไม่มีน้ำปนอยู่เลย

ส่วนที่เป็นโค้งรูปโดมอยู่ในรูปสามเหลี่ยมเป็นเส้นแบ่งระหว่างส่วนผสมที่ละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกัน (ส่วนที่อยู่เหนือเส้นรูปโดม) และส่วนผสมที่มีการแยกออกเป็นสองเฟส (ส่วนที่อยู่ใต้เส้นรูปโดม) เส้นตรงสีส้มที่ลากอยู่ใต้โค้งรูปโดมเรียกว่า "Tie line" เป็นเส้นที่เป็นตัวบอกว่าในกรณีของส่วนผสมที่มีการแยกเป็นสองเฟสนั้น แต่ละเฟสจะมีองค์ประกอบอะไรบ้าง โดยจุดทางด้านซ้ายองค์ประกอบหลักเป็นเฟสน้ำ + เอทานอล โดยมีนอร์มัลเฮปเทนเป็นส่วนน้อย ส่วนจุดทางด้านขวาองค์ประกอบหลักจะเป็น เอทานอล + นอร์มัลเฮปเทน โดยมีน้ำเป็นส่วนน้อย

รูปที่ ๒ เฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + เฮกเซน (Hexane C₆H₁₄) รูปนี้นำมาจากบทความที่ปรากกฏอยู่ในรูปแล้ว หน่วยของแต่ละแกนในรูปนี้คือmol fraction หรือสัดส่วนโมล ซึ่ง mole fraction x 100 = mol%

รูปที่ ๓ เฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + เพนเทน (Pentane C₅H₁₂) สเกลของแต่ละแกนในรูปนี้คือ mol fraction รูปนี้นำมาจากบทความเดียวกันกับรูปที่ ๒

รูปที่ ๔ เฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + ไซโคลเฮกเซน (Cyclohexane C₆H₁₂)สเกลของแต่ละแกนในรูปนี้คือ mol fraction

รูปที่ ๒ และ ๓ เป็นเฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + เฮกเซน/เพนเทน ทั้งนอร์มัลเฮปเทน, เฮกเซน และเพนเทน ต่างเป็น aliphatic hydrocarbon (ไฮโดรคาร์บอนที่มีโครงสร้างแบบเส้น) เหมือนกัน ต่างกันที่จำนวนอะตอมคาร์บอน พึงสังเกตตำแหน่งจุดสูงสุดของโค้งรูปโดม จะเห็นว่าเมื่อโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนมีขนาดเล็กลง จุดสูงสุดของโค้งรูปโดมจะลดต่ำลง แสดงให้เห็นว่าช่วงสารละลายผสมที่ประกอบด้วย น้ำ + เอทานอล + ไฮโดรคาร์บอน ละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกันได้นั้นมีช่วงกว้างขึ้น

รูปที่ ๔ เป็นเฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + ไซโคลเฮกเซน ที่เป็นไฮโดรคาร์บอนรูปร่างโมเลกุลเป็นวงแหวนอิ่มตัว (cycloaliphatic) ถ้าเทียบกับกรณีของเฮกเซนแล้วจะเห็นว่าตำแหน่งความสูงของโค้งรูปโดมนั้นอยู่ในระดับใกล้เคียงกัน (อนึ่ง ความสูงของโค้งรูปโดมนั้นยังขึ้นกับอุณหภูมิที่ทำการทดลอง กล่าวคือที่อุณหภูมิสูงขึ้นการละลายเข้าเป็นเฟสเดียวกันจะเกิดได้ดีขึ้น ทำให้ความสูงของโค้งรูปโดมลดต่ำลง)

รูปที่ ๕ เป็นเฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + โทลูอีน (C₆H₅-CH₃) โครงสร้างโมเลกุลของโทลูอีนนั้นเป็นวงแหวนอะโรมาติกที่มีหมู่เมทิล (-CH₃) เกาะหนึ่งหมู่ ในกรณีนี้พึงสังเกตว่าความสูงของโดมในวงแหวนลดต่ำลงไปอีก นั่นแสดงว่าช่วงสัดส่วนที่สารทั้งสามสามารถละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกันได้นั้นกว้างขึ้นไปอีก

รูปที่ ๕ เฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + โทลูอีน นำมาจากบทความเรื่อง "Homogeneity of the water + ethanol + toluene azeotrope at 101.3 kPa", Vicente Gomis, Alicia Font, Maria Dolores Saquete, Fluid Phase Equilibria, 266 (2008), 8-13. สเกลของแต่ละแกนในรูปนี้คือ mol%

แม้ว่าโครงสร้างอะโรมาติกของโทลูอีนและวงแหวนของไซโคลเฮกเซนนั้นจะมีจำนวนอะตอมคาร์บอน 6 อะตอมเหมือนกัน แต่รูปร่างแตกต่างกัน กล่าวคือโครงสร้างวงแหวนอะโรมาติกมีความแบนราบในขณะที่โครงสร้างของไซโคลเฮกเซนนั้นไม่ใช่

กราฟทั้งหมดที่แสดงมาข้างต้นแสดงให้เห็นว่ารูปร่างโครงสร้างโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนนั้นส่งผลต่อการผสมเข้าเป็นเนื้อเดียวกันของ น้ำ + เอทานอล + ไฮโดรคาร์บอน ดังนั้นการนำเอทานอลมาผสมกับไฮโดรคาร์บอนเพื่อผลิตแก๊สโซฮอล์นั้นจึงต้องเลือกสัดส่วนผสมที่ทำให้สารละลายนั้นรวมเป็นเนื้อเดียวกันโดยไม่มีการแยกเฟส

น้ำมันเบนซิน (หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า gasoline) เป็นสารผสมที่ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนหลากหลายชนิด สำหรับบ้านเรานั้นกำหนดให้มีสารประกอบอะโรมาติก (ทุกชนิดรวมกัน) ไม่เกิน 35 vol% (ร้อยละโดยปริมาตร) และกำหนดจุดเดือดเอาไว้ว่า 90 vol% ต้องระเหยที่อุณหภูมิไม่เกิน 170ºC และจุดที่ระเหยจนหมดต้องไม่เกิน 200ºC ในกรณีของน้ำมันแก๊สโซฮอล์นั้นกำหนดส่วนผสมด้วยหน่วย "vol%"

รูปที่ ๖ เฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + แก๊สโซลีน นำมาจากบทความเรื่อง "Bioethanol fule quality and downstream marketting constraints" โดย S. Gunawardena, Proceeding of SAARC Regional Training on Biofuels, 22-26 September 2008. สเกลของแต่ละแกนในรูปนี้คือ wt%

รูปที่ ๖ เป็นเฟสไดอะแกรมของ น้ำ + เอทานอล + น้ำมันเบนซิน โดยหน่วยสัดส่วนผสมที่เขาใช้นั้นคือ "wt%" (หมายเหตุ : เอทานอลมีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำมันเบนซินอยู่เล็กน้อย) ถ้าดูตามรูปนี้ก็จะเห็นว่าเราสามารถผสมเอทานอลกับน้ำมันเบนซินด้วยสัดส่วนใดก็ได้

รูปที่ ๗ เป็นเฟสไดอะแกรมของ น้ำ + เอทานอล + น้ำมันเบนซิน ที่อุณหภูมิต่าง ๆ (หน่วยสัดส่วนผสมที่ใช้ในกราฟนี้คือ "vol%" (คนละหน่วยกับรูปที่ ๑-๕) พึงสังเกตว่าเมื่ออุณหภูมิลดต่ำลง บริเวณสัดส่วนผสมที่ยังทำให้สารละลายยังคงเป็นเนื้อเดียวกันนั้นจะแคบลง ดังนั้นการเลือกสัดส่วนผสมจึงต้องคำนึงถึงช่วงอุณหภูมิอากาศที่นำน้ำมันไปใช้งานด้วย

รูปที่ ๗ เฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + น้ำมันเบนซิน (แก๊สโซลีน) ที่อุณหภูมิต่างกัน นำมาจากบทความเรื่อง "Gasoline made with hydrous ethanol", Orlando Volpato Filho, Conference Paper, September 2008 (https://www.researchgate.net/publication/309564235) สเกลของแต่ละแกนในรูปนี้คือ vol%

เดคเคน มีจุดเดือดอยู่ที่ประมาณ 174ºC (อยู่ในช่วง 10% สุดท้ายของน้ำมันเบนซิน) เส้นสีเขียวในรูปที่ ๘ เป็นเส้นแบ่งสัดส่วนความเข้มข้นที่ละลายเป็นเนื้อเดียวกันและแยกเป็นสองเฟสของสารผสม น้ำ + เอทานอล + เดคเคน (หน่วยเป็น mol%) พึงสังเกตว่าช่วงองค์ประกอบที่สารผลมสามารถละลายเป็นเนื้อเดียวกันได้นั้นจะแคบลงไปอีก โดยเฉพาะแนวแกนด้านขวาที่เป็นส่วนผสมระหว่างเอทานอลกับเดคเคน ที่โค้งรูปโดมนั้นแทบจะแนบไปกับแนวแกนดังกล่าว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าถ้ามีน้ำผสมอยู่เพียงปริมาณเล็กน้อยก็จะเกิดปัญหาการแยกเฟสได้ทันที (ต้องไม่ลืมว่าเอทานอลที่เอามาผสมกับน้ำมันเพื่อผลิตแก๊สโซฮอล์นั้นจะมีน้ำปนอยู่เล็กน้อย ยิ่งผสมเอทานอลมากขึ้น สัดส่วนน้ำในสารผสมก็จะมากขึ้นไปด้วย)

รูปที่ ๘ เฟสไดอะแกรมของสารละลาย น้ำ + เอทานอล + เดคเคน (Decane C₁₀H₂₂) /ออกทานอล (Octanol C₈H₁₅-OH) (หน่วยเป็น mol%) ในรูปนี้มุมซ้ายล่างของสามเหลี่ยมคือจุด เอทานอล 100%, มุมขวาล่างคือ เดคเคน/ออกทานอล 100% และมุมบนคือเอทานอล 100%

ปัญหาเรื่องการผสมเอทานอลเข้ากับไฮโดรคาร์บอนที่มีขนาดใหญ่ขึ้นไปอีกนั้นเห็นได้ชัดเมื่อมีความต้องการเอาเอทานอลไปผสมกับน้ำมันดีเซล ซึ่งจำเป็นต้องมีการเติมสารลดแรงตึงผิว (surfactant) เพื่อให้ละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกันและละลายได้มากขึ้น ในขณะที่ในกรณีของน้ำมันเบนซินนั้นไม่จำเป็นต้องใช้ ข้อดีของการผสมเอทานอลในน้ำมันดีเซลคือทำให้การเผาไหม้สมบูรณ์ขึ้นเนื่องจากโมเลกุลเอทานอลมีขนาดเล็กและมีออกซิเจนอยู่ในตัว แต่ก็มีช้อเสียคือไปทำให้เลขซีเทนของน้ำมันดีเซลลดต่ำลง (รูปที่ ๙)

รูปที่ ๙ เลขซีเทนของน้ำมันดีเซลเมื่อผสมเอทานอลด้วยอัตราส่วนต่าง ๆ กัน

แม้เอทานอลจะมีเลขออกเทนที่สูงแต่มีพลังงานความร้อนที่ต่ำกว่าไฮโดรคาร์บอน เพื่อที่จะดึงประโยชน์จากเลขออกเทนที่สูงของเอทานอลจึงควรต้องใช้เครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนการอัดที่สูงขึ้น แต่นั่นจะไปก่อให้เกิดปัญหาเมื่อต้องใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิง (เพราจะมันจะน็อคได้ง่ายขึ้น) สำหรับรถยนต์ทั่วไปนั้นอัตราส่วนการอัดของเครื่องยนต์ที่ติดรถมานั้นจะคงที่ ดังนั้นอีกทางเลือกที่ทำได้คือการเปลี่ยนองศาการจุดระเบิด ดังเช่นผลการทดลองในรูปที่ ๑๐ ที่เปรียบเทียบระหว่างน้ำมันเบนซินที่จุดระเบิดที่ 9 BTDC แต่ถ้าใช้แก๊สโซฮอล์ที่มีสัดส่วนเอทานอลผสม 50% จะต้องจุดระเบิดเร็วขึ้นที่ 12-15 องศา

แต่เครื่องยนต์ที่บทความนี้ใช้เป็นเครื่องยนต์ทดสอบชนิดลูกสูบเดียว รอบเครื่องยนต์ที่เห็นจึงจัดว่าสูงอยู่

 

รูปที่ ๑๐ แรงบิดและกำลังที่ได้จากการจุดระเบิดที่องศาการจุดระเบิดต่างกันระหว่างน้ำมันเบนซิน (แก๊สโซลีน) และแก๊สโซฮอล์ที่มีเอทานอลผสม 50% บทความได้ระบุว่าสัดส่วนผสมเป็นหน่วยใด แต่เข้าใจว่าน่าจะเป็นโดยปริมาตร BTDC ย่อมาจาก Before Top Dead Centre ที่แปลว่าก่อนถึงจุดศูนย์ตายบน ลูกสูบเคลื่อนที่ลง-ขึ้นหนึ่งรอบเพลามีการหมุน 360 องศา 9 BTDC ก็คือเพลาแล้ว 361 องศา ขาดอีก 9 องศาลูกสูบก็จะเคลื่อนที่ขึ้นถึงจุดสูงสุด

การวินิจฉัยการเข้าข่ายสินค้าที่ใช้ได้สองทาง ตัวอย่างที่ ๑๙ เครื่องสลายนิ่วในไตด้วยคลื่นกระแทก (Lithotripter) MO Memoir : Monday 20 November 2566

ในช่วงท้ายของ workshop ที่จัดโดยวิทยากรจากสหรัฐอเมริกาเมื่อวันพฤหัสบดีที่ ๙ พฤศจิกายน ทางวิทยากรได้มีการเน้นถึงความสำคัญของการพิจารณาผู้รับสินค้าที่ใช้ได้สองทางว่าเป็นผู้รับที่เหมาะสมหรือไม่ โดยได้มีการกล่าวถึง "เครื่องสลายนิ่วในไตด้วยคลื่นกระแทก (Lithotripter)" โดยบอกว่ามีชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับ "การจุดระเบิดอาวุธนิวเคลียร์" เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องดังกล่าว ก็เลยลองไปค้นดูว่ามันคือชิ้นส่วนไหน

แต่ก่อนอื่นเราลองมาทำความรู้จักหลักการทำงานของคลื่นนี้ดูก่อน

รูปที่ ๑ เป็นตัวอย่างหนึ่งของเครื่องสลายนิ่วในไตด้วยคลื่นกระแทก การทำให้เกิดคลื่นกระแทกอาศัยขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว (22) ที่วางห่างกันเล็กน้อย (คือไม่สัมผัสกัน) ตรงนี้เรียกว่า spark gap (24) เมื่อมีความต่างศักย์ที่สูงมากพอก็จะเกิดประกายไฟกระโดดข้ามจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่งแบบเดียวกับหัวเทียนที่ใช้กับรถยนต์ ในกรณีของเครื่องนี้ตัว spark gap จะติดตั้งอยู่ภายในผนังสะท้อนคลื่นรูปทรงวงรี (ellipsoidal reflector - 14) โดยจะวางตัวที่ตำแหน่งโฟกัสตำแหน่งหนึ่งของวงรี โดยในตัวผนังสะท้อนนี้จะบรรจุน้ำเอาไว้เต็ม พลังงานความร้อนปริมาณมากที่เกิดจากประกายไฟในผิวน้ำในเวลาอันสั้นจะทำให้เกิดคลื่นแทกแผ่ออกไปจากจุดโฟกัส 24 ทุกทิศทาง และเมื่อคลื่นที่แผ่ออกไปนั้นไปกระทบกับผนังสะท้อนคลื่น (14) ก็จะเกิดการสะท้อนตรงไปยังจุดโฟกัสที่สอง 12 และไปถึงยังตำแหน่งโฟกัสที่สอง (12) ดังกล่าวพร้อม ๆ กัน โดยหน้าที่ของแพทย์คือต้องวางตำแหน่งนิ่วในไต (kidney stone) ให้อยู่ตรงตำแหน่งโฟกัสที่สอง (12) นี้ พลังงานของคลื่นกระแทกที่กลับมารวมกันที่จุดเดียวกันนี้จะสูงมากพอที่จะทำให้ก้อนนิ่วในไตแตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ได้

รูปที่ ๑ สิทธิบัตรการทำงานของเครื่องสลายนิ่วในไตด้วยคลื่นกระแทก (Lithotripter)

การทำให้เกิดประกายไฟได้ต้องมีวงจรไฟฟ้าสร้างความต่างศักย์สูง รูปที่ ๒ เป็นตัวอย่างหนึ่งของวงจรดังกล่าวที่มีการสร้างขึ้นเพื่อใช้ในงานวิจัย ตัววงจรจะมีการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้กันในอาคารบ้านเรือนเป็นไฟฟ้ากระแสตรงความต่างศักย์สูง (ระดับพันโวลต์) เก็บพลังงานสะสมไว้ในตัวเก็บประจุ (capacitor หรือ condenser) ที่สามารถสะสมพลังงานได้มาก และเมื่อสะสมพลังงานได้สูงเพียงพอแล้วก็จะปลดปล่อยพลังงานทั้งหมดออกมาในเวลาอันสั้น (ในรูปแบบของประกายไฟที่กระโดยข้ามขั้วไฟฟ้า)

และตัวเก็บประจุที่มีบทบาทสำคัญในการสะสมพลังงานของวงจรในรูปที่ ๒ ก็คือ C1, C2 และ C3

รูปที่ ๒ ตัวอย่างหนึ่งของวงจรสร้างประกายไฟที่ขั้วไฟฟ้า (ในรูปนี้คือ Electrode Gap)

ตรงนี้ขอบันทึกความรู้พื้นฐานเรื่องการต่อตัวเก็บประจุ (ซึ่งตัวเองก็มีอยู่น้อย) เอาไว้สักหน่อย เนื่องจากมันจำเป็นต้องใช้ในการทำความเข้าใจว่าตัวเก็บประจุนี้มันกลายเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทางได้อย่างไร

เราสามารถนำตัวเก็บประจุมาต่อกันแบบอนุกรม (series) หรือขนาน (paralle) ได้แบบตัวความต้านทาน (resistor) เพื่อให้ตัวเก็บประจุสามารถรองรับความต่างศักย์และ/หรือมีความจุตามที่เราต้องการได้ หน่วยความจุของตัวเก็บประจุคือ Farad (อ่านออกเสียงว่า "ฟาหรัด" แต่ถ้าเขียนจะเป็น "ฟารัด") ที่ย่อว่า F ขนาดที่มีขายกันทั่วไปก็จะมีระดับ nF (นาโนฟารัดหรือ 10^-9 F), pF (พิโคฟารัดหรือ 10^-9 F) ใหญ่ขึ้นมาหน่อยก็จะเป็น µF (ไมโครฟารัดหรือ 10^-6 F) และ mF (มิลลิฟารัดหรือ 10^-3 F) ส่วนพลังงานที่ตัวเก็บประจุเก็บได้คำนวณได้จากสูตร E = (1/2)CV² เมื่อ C คือความจุ (F) และ V คือความต่างศักย์ (volt) พึงสังเกตว่าพลังงานแปรผันตามความต่างศักย์ยกกำลัง 2

ถ้านำเอาตัวเก็บประจุ 2 ตัวมาต่ออนุกรมกัน ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุต่อกันอยู่นั้นก็จะเท่ากับผลรวมของตัวเก็บประจุทั้งสอง เช่นถ้าเอาตัวเก็บประจุที่ออกแบบมาใช้กับความต่างศักย์ 750 V 2 ตัวมาต่ออนุกรม ตัวเก็บประจุ 2 ตัวที่ต่ออนุกรมกันนี้จะรับความต่างศักย์ได้ 750 + 750 = 1500 V หรือ 1.5 kV

ความสามารถในการเก็บประจุของตัวเก็บประจุหลายตัวที่นำมาต่อเข้าด้วยกันนั้นขึ้นกับรูปแบบการต่อ กล่าวคือถ้าต่อขนานกัน ประมาณประจุที่เก็บได้ (C_T) จะเท่ากับปริมาณประจุที่ตัวเก็บประจุแต่ละตัวเก็บได้บวกรวมกัน แต่ถ้านำมาต่ออนุกรมกันต้องคำนวณจากสูตร 1/C_T = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ + ... เมื่อ C_i คือปริมาณประจุที่ตัวเก็บประจุแต่ละตัวเก็บ

ตัวอย่างเช่นถ้านำตัวเก็บประจุขนาด 40 nF 100 kV 2 ตัวมาต่อขนานกัน ความต่างศักย์ทำงานของตัวเก็บประจุทั้งสองก็คือ 100 kV แต่จะเก็บประจุได้ 40 + 40 = 80 nF แต่ถ้าเรานำมาต่ออนุกรมกัน ความต่างศักย์ทำงานของตัวเก็บประจุทั้งสองจะเป็น 100 + 100 = 200 kV ส่วนประจุจะเก็บได้เพียง 1/C_T = 1/40 + 1/40 หรือ C_T = 20 nF หรือน้อยลงกว่าเดิม

ดังนั้นวิธีการหนึ่งที่สามารถทำได้ในการสร้างตัวเก็บประจุทำงานที่ความต่างศักย์สูงและเก็บประจุได้มาก จากตัวเก็บประจุที่รับความต่างศักย์ได้ต่ำกว่าก็คือ การนำเอาตัวเก็บประจุที่รับความต่างศักย์ได้ต่ำนั้นมาต่ออนุกรมกันจนมันสามารถรับความต่างศักย์ได้สูง และทำแบบนี้ให้ได้หลาย ๆ ชุดแล้วจึงนำมาต่อวงจรแบบขนานกัน

รูปที่ ๓ รายละเอียดชิ้นส่วนประกอบต่าง ๆ ของวงจรในรูปที่ ๒

ทีนี้มาลองพิจารณากรณีของตัวเก็บประจุ C1, C2 ที่มีคุณสมบัติเท่าที่เปิดเผยดังแสดงในรูปที่ ๓ คือแต่ละตัวเก็บประจุได้ 40 nF ทำงานกับความต่างศักย์ 100 kV ดังนั้นตัวเก็บประจุแต่ละตัวจะเก็บพลังงานได้เท่ากับ (1/2).(40 x 10^-9).(100000)² = 200 J แต่ถ้านำ 2 ตัวมาต่อขนานกันก็จะเก็บประจุได้ 80 nF คิดเป็นพลังงานที่เก็บสะสมได้เท่ากับ (1/2).(80 x 10^-9).(100000)² = 400 J (Joule)

ส่วนพลังงานที่ตัวเก็บประจุ C3 นั้นเก็บสะสมไว้ได้ก็จะเท่ากับ (1/2).(0.001 x 10^-3).(25000)² = 312.5 J

ทีนี้ลองไปพิจารณาคุณสมบัติตัวเก็บประจุที่เป็นสินค้าควบคุมดังแสดงในรูปที่ ๔ กันหน่อย

 

รูปที่ ๔ ตัวเก็บประจุที่เป็นสินค้าควบคุมต้องมีคุณลักษณะตามหัวข้อ 3A001.e และ 3A201.a

เนื่องจากข้อมูลที่เปิดเผยในรูปที่ ๓ มีเพียงแค่ปริมาณประจุที่เก็บสะสมได้กับความต่างศักย์ใช้งาน ดังนั้นจะขอพิจารณาเฉพาะสองประเด็นนี้ จะเห็นว่าตัวเก็บประจุขนาด 40 nF 100 kV (ที่ใช้ทำ C1 และ C2) และขนาด .001 mF (หรือ 1 µF) 25 kV (ที่ใช้ทำ C3) จะมีคุณสมบัติเข้าเกณฑ์ในเรื่องของความต่างศักย์ทั้งในหัวข้อ 3A001.e.2 และ 3A201.a และผ่านเกณฑ์เรื่องพลังงานรวม (total energy) ในหัวข้อ 3A001.e.2.b และ 3A201.a.1

ที่น่าสนใจคือตัวเก็บประจุ C3 ที่ทำงานที่ความต่างศักย์ 25 kV (ผ่านเกณฑ์ 3A201.a.1.a ที่กำหนดไว้ว่าต้องสูงกว่า 1.4 kV) มีความจุ 1 µF (ผ่านเกณฑ์ 3A201.a.1.c ที่กำหนดไว้ว่าต้องสูงกว่า 0.5 µF) คิดเป็นพลังงานที่เก็บสะสมได้ 312.5 J (ผ่านเกณฑ์ 3A201.a.1.b ที่กำหนดไว้ว่าต้องมากกว่า10 J) ทีนี้ก็เหลือเพียงข้อเดียวคือ 3A201.a.1.d ว่าผ่านหรือไม่ (ในบทความที่ยกมาเป็นตัวอย่างไม่ได้ให้ข้อมูลตัวนี้ไว้) ซึ่งถ้าผ่านมันก็จะเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทางที่เป็นส่วนประกอบหนึ่งของสินค้าที่ใช้งานในทางการแพทย์

แล้วมันเกี่ยวข้องกับ "การจุดระเบิดอาวุธนิวเคลียร์" อย่างไร คำตอบคือก็เพราะมันเป็นชิ้นส่วนประกอบสำคัญชิ้นส่วนหนึ่งของ Exploding Bridge Wire ที่ใช้จุดระเบิด Explosive lens ของอาวุธนิวเคลียร์ ซึ่งเรื่องนี้ได้เขียนไว้ในบทความฉบับวันพฤหัสบดีที่ ๒๙ สิงหาคม ๒๕๖๒ เรื่อง "สินค้าที่ใช้ได้สองทาง(Dual-Use Items :DUI) ตอนที่ ๕"