خورشید به زمین آمد؛ ثبت یک رکورد جهانی با راکتور اتمی (+عکس)

در فرآیند همجوشی هسته‌ای اتم‌های سبک را برای ایجاد اتم‌های سنگین‌تر در دمای عظیم ۱۸۰ میلیون درجه فارنهایت، ترکیب می‌کنند؛ این همان پدیده‌ای است که به قلب ستارگانی مانند خورشید نیرو می‌دهد. در این فرآیند مقدار خیره‌کننده‌ای انرژی آزاد می‌شود و این چند برابر بیشتر از آنچه که با شکافت هسته‌ای در نیروگاه‌های هسته‌ای کنونی حاصل می‌شود است.

رآکتور آزمایشی همجوشی هسته‌ای مستقر در بریتانیا در آزمایشات نهایی خود یک رکورد جهانی جدید برای «قدرت همجوشی» به ثبت رسانده است.

Joint European Torus (JET) یکی از بزرگترین و قدرتمندترین ماشین‌های همجوشی جهان است که در مرکز انرژی فیوژن کولهام در آکسفوردشایر مستقر است. در فرآیند همجوشی هسته‌ای اتم‌های سبک را برای ایجاد اتم‌های سنگین‌تر در دمای عظیم ۱۸۰ میلیون درجه فارنهایت، ترکیب می‌کنند؛ این همان پدیده‌ای است که به قلب ستارگانی مانند خورشید نیرو می‌دهد.

در این فرآیند مقدار خیره‌کننده‌ای انرژی آزاد می‌شود و این چند برابر بیشتر از آنچه که با شکافت هسته‌ای در نیروگاه‌های هسته‌ای کنونی حاصل می‌شود است.

JET متعلق به نوعی از راکتور‌های همجوشی است که به نام «توکامک» شناخته می‌شود، توکامک یک دستگاه دوناتی شکل با بار الکتریکی است که توسط آهنربا‌های قدرتمند محصور می‌شود و در آن سوخت هیدروژن تحت فشار و دما‌های شدید به پلاسما تبدیل می‌شود. JET آزمایشات نهایی خود را در دسامبر سال گذشته به پایان رساند. با این حال، قبلا نشان داده بود که توانایی تولید انرژی از همجوشی هسته‌ای را دارد.

راکتور با در هم شکستن اتم‌های هر دو نوع هیدروژن دوتریوم و تریتیوم موفق شد سطوح بالایی از قدرت را برای پنج ثانیه تولید کند و تنها با ۰.۲ میلی‌گرم سوخت، ۶۹ مگاژول انرژی آزاد کند. پروفسور استوارت منگلز که فیزیکدان است می‌گوید: «بر اساس برآورد من این انرژی برای تهیه بیش از ۶۰۰ فنجان چای کافی است»، رکورد جهانی قبلی ۵۹ مگاژول بود که توسط JET در سال ۲۰۲۲ به دست آمد.

بازآفرینی شرایط مرکز خورشید روی زمین یک چالش بزرگ است. این نتایج برای واقعاً هیجان‌انگیز است و پایانی عالی برای عملیات JET است که در طول عمر خود داده‌های واقعاً ارزشمندی را در اختیار جامعه علمی قرار داده است.

با این حال، با وجود رکوردشکنی خروجی JET، راکتور همچنان انرژی بیشتری از آنچه که صرف آن شده بود تولید نمی‌کرد. ظاهرا ساخت نیروگاه فیوژن نیز چالش‌های مهندسی و مواد زیادی دارد. با این حال، سرمایه گذاری در فیوژن در حال رشد است و محققان در حال پیشرفت هستند.

دانشمندان بر این باورند که باید تعداد زیادی از افراد را با مهارت‌های کار در این زمینه آموزش دهند و امیدوارند این فناوری در نیمه دوم قرن استفاده شود. همچنین همکاری جهانی در دستیابی به این مهم است. در واقع دستاورد JET در تمامی نیروگاه‌های آینده فراگیر خواهد بود. این میراث نقش مهمی در نزدیک کردن ما به آیند‌های امن و پایدار دارد.

این اتفاق فراتر از ثبت یک رکورد جدید است، در واقع دانشمندان به چیزی دست یافتند که هرگز اتفاق نیفتاده بود و درک جهان را از فیزیک همجوشی عمیق‌تر کردند. آن‌ها نه تنها نشان دادند که چگونه گرمای شدید جریان پلاسما را روان می‌کند، بلکه در JET نشان دادند که چگونه می‌توان لبه پلاسما را به حالت پایدار رساند که از رسیدن انرژی به دیواره جلوگیری شود.

همجوشی هسته‌ای به عنوان منبع سبز انرژی در نظر گرفته می‌شود، زیرا منجر به انتشار گاز گلخانه‌ای دی اکسید کربن در جو نمی‌شود. با این حال هنوز نمی‌توان به عنوان راه حلی برای بحران آب و هوایی به آن تکیه کرد چرا که ما در حال حاضر با ویرانی ناشی از تغییرات آب و هوایی در مقیاس جهانی مواجه هستیم.

بر اساس گفته دانشمندان، در کوتاه مدت، ما باید از فناوری‌های کم کربن موجود مانند انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده کنیم، در حالی که در بلندمدت روی همجوشی سرمایه‌گذاری می‌کنیم تا بتوانیم آن را راه حلی برای این موضوع بدانیم. در واقع ما باید از تمام توان خود در بحران آب و هوا استفاده کنیم و برای آن مهم است که استراتژی‌های کوتاه مدت و بلند مدت داشته باشیم.