دانشمندان از پیشرفت گداخت هسته ای خبر دادند


چرا مهم است: همجوشی هسته‌ای مدت‌هاست که به عنوان جام مقدس انرژی پاک و تجدیدپذیر در نظر گرفته می‌شود که احتمالاً انرژی تقریباً نامحدودی را بدون اشکالات سوخت‌های فسیلی یا شکافت هسته‌ای فراهم می‌کند. هیئت منصفه هنوز در مورد اینکه آیا برق همجوشی هرگز قابل دوام خواهد بود یا خیر، صحبت نمی‌کند، اما دانشمندان گام مهمی در راه طولانی برای یافتن این موضوع برداشته‌اند.

محققان به اولین واکنش همجوشی هسته ای دست یافتند که انرژی بیشتری نسبت به شروع واکنش تولید کرد. نتیجه نشان دهنده نقطه عطف مهمی در توسعه انرژی گداخت هسته ای است، اما احتمالاً هنوز چندین دهه با نیروگاه های همجوشی فاصله داریم.

وزارت انرژی ایالات متحده و اداره امنیت ملی هسته‌ای آن اعلام کردند که آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور به آنچه «اشتعال همجوشی» یا «انرژی علمی شکسته» می‌نامد، دست یافته است. در 5 دسامبر، مرکز احتراق ملی (NIF) در لیورمور، کالیفرنیا، از 192 لیزر برای رساندن 2.05 مگاژول انرژی به یک گلوله کوچک سوخت استفاده کرد تا یک واکنش همجوشی ایجاد کند که 3.15 مگاژول تولید می کند.

این آزمایش انرژی زیادی به همراه نداشت و صدها مگاژول برای تامین انرژی لیزرها طول کشید. با این حال، نشان می‌دهد که به دست آوردن انرژی خالص از همجوشی ممکن است. تحقیقات آینده به دانشمندان نیاز دارد که لیزرهای کارآمدتری طراحی کنند، سپس چگونگی ایجاد همجوشی پایدار از طریق انفجارهای سریع آتش را بیابند. اگر آنها همه اینها را انجام دهند، شاید بتوانند روش های مقرون به صرفه تری برای تولید انبوه و ادغام در زیرساخت انرژی فعلی کشف کنند.

سایر تأسیسات در سراسر جهان نیز با استفاده از استراتژی هایی غیر از لیزر در حال تحقیق در مورد همجوشی هسته ای هستند. تاسیسات DIII-D در سن دیگو دارای یک محفظه دونات شکل “Tokamak” است تا سوخت را به پلاسمای فوق گرم تبدیل کند که در آن واکنش های همجوشی ممکن است رخ دهد.

همجوشی هسته ای فرآیندی است که خورشید و سایر ستارگان را نیرو می دهد. در یک ستاره، زمانی اتفاق می‌افتد که هسته‌های هیدروژن – که توسط فشار عظیم درون ستاره از الکترون‌هایشان جدا شده‌اند – با هم برخورد می‌کنند تا اتم‌های هلیوم ایجاد کنند. جرم اتم های هلیوم کمی کمتر از اتم های هیدروژنی است که آنها را ساخته اند و این تفاوت به صورت انرژی آزاد می شود که رکتورهای همجوشی امیدوارند از آن استفاده کنند.

NIF این کار را با شلیک لیزر به یک لوله انجام می دهد تا دیواره های آن را تا میلیون ها درجه سانتیگراد گرم کند و اشعه ایکس را در داخل ایجاد کند. یک گلوله سوخت در داخل حاوی ایزوتوپ های هیدروژن دوتریوم و تریتیوم است و اشعه ایکس ایزوتوپ ها را مجبور به همجوشی می کند و هلیوم می سازد.

گداخت هسته ای از نظر تئوری می تواند مقادیر زیادی انرژی در مقایسه با منابع سوخت فعلی بدون تولید گازهای گلخانه ای یا زباله های خطرناک ایجاد کند. با این حال، باید دید که آیا این فناوری هرگز از نظر اقتصادی کارآمد خواهد بود یا خیر.



منبع