دمای آزمایش همجوشی چین به ۱۰۰ میلیون درجه میرسد.
مجله علمی ایلیاد - تقریباً یک قرن است که قدرت همجوشی رویای دانشمندان، دوستداران محیطزیست و آیندهنگران را تشکیل داده است. در چند دههی گذشته، دانشمندان تلاش کردهاند راهی برای ایجاد واکنشهای همجوشی پایدار پیدا کنند که بتواند انرژی پاک و فراوانی را برای انسان فراهم کند و در نهایت وابستگی ما به سوختهای فسیلی و سایر روشهای ناپاک را بر طرف کند.
در سالهای اخیر، گامهای مثبت زیادی در این راستا برداشته شده که عصر همجوشی را به واقعیت نزدیکتر میکنند. اخیراً دانشمندان در حال کار بر روی آزمایش فوقپیشرفته «توکاماک» با نام اختصار «EAST» هستند. خورشید مصنوعی چینی، با گرم کردن بیش از حد ابرهای هیدروژن پلاسما و رساندن دمای آنها به بیش از ۱۰۰ میلیون درجه، حرارتی شش برابر گرمتر از خورشید، توانسته به رکورد جدیدی دست یابد!
در حالی که دانشمندان میتوانند اتمهای هیدروژن را برای تولید انرژی تحت همجوشی قرار دهند، بلوکها مانع از رسیدن به چیزی میشود که به عنوان «نقطهی سربهسر» شناخته میشود. این نقطه جایی است که در آن انرژی تولید شده توسط یک واکنش خود به خودی فیوژن برابر با انرژی مورد نیاز برای شروع یک واکنش دیگر است و در حالی که ما هنوز به این نقطه نرسیدهایم، دانشمندان همواره در حال تلاش هستند تا بتوانند به آن دست یابند.
در حال حاضر، دو روش محبوب برای تولید قدرت همجوشی وجود دارد که عبارتند از روش محصورسازی اینرسی، و راکتور توکاماک. در مورد اول، لیزرها برای ایجاد همجوشی در بین گلولههای دوتریوم یا هیدروژن سنگین و ایجاد واکنش فیوژن استفاده میشوند. در روش دوم، این فرآیند شامل محفظهای با شکل لولهای است که از میدانهای مغناطیسی و جریان داخلی برای محدود کردن پلاسمای با انرژی بالا استفاده میکند.
با گرم شدن بیش از حد این پلاسما و حفظ پایدار آن، یک واکنش فیوژن خود تقویتشونده ایجاد میشود. در حالی که راکتورهای توکاماک برای حفظ پایداری لولههای پلاسما بر کویلهای مغناطیسی تکیه میکنند، رآکتور EAST چین بر میدانهای مغناطیسی تولیدشده توسط پلاسمای در حال حرکت خود برای نگه داشتن لولهها متکی است. این امر باعث میشود که واکنش پایدارتر شود، اما سطح گرما به میزان چشمگیری افزایش خواهد یافت.
پس از برگزاری یک کمپین طولانی مدت چهار ماهه، گروه علمی EAST توانست چهار نوع انرژی گرمایی را به منظور دستیابی به یک رکورد حرارتی جدید، ادغام کند. این انرژیها شامل گرمایش موج هیبریدی خفیف، گرمایش موج سیکلوترون الکترونی، گرمایش روزنانس یون سیلیکوترون و گرمایش یون پرتوهای طبیعی بود. از طریق این روشهای ترکیبی، مشخصات تراکم جریان پلاسما بهینه شد.
هنگامی که این گروه موفق شد این چهار روش گرمایشی مختلف را با هم ترکیب کند، توانست ابری از ذرات شارژ شده را ایجاد کند که حاوی الکترونهایی بودند که تا بیش از ۱۰۰ میلیون درجهی سانتیگراد گرم شده بودند. علاوه بر این، آنها به سطح قدرتی بیش از قدرت ۱۰ مگاوات دست یافتند و انرژی ذخیره شده پلاسمای آنها به ۳۰۰ کیلوژول افزایش یافته بود. این اولینبار نیست که دانشمندان CASHIPS بیان کردهاند که به نقطهی عطف همجوشی رسیدهاند.
در سال ۲۰۱۶، این گروه اعلام کرد که موفق به تولید گاز هیدروژنی شده که سه برابر داغتر از هستهی خورشید بوده و قادر به حفظ این دما برای رکورد ۱۰۲ ثانیه است. گروه EAST با استفاده از آخرین آزمایش، نه تنها دمای لولهی پلاسما را دو برابر کرد، بلکه موفق به حل تعدادی از مسائل شد که برای دستیابی به عملیات حالت پایدار، ضروری هستند. به عنوان مثال، آنها مسایل مربوط به محصورسازی ذرات و خروج قدرت و زمانبندی را که باید برای داشتن یک واکنش پایدار تثبیت شود، حل کردند.
نوشته: مت ویلیام
ترجمه: سهیلا دوستپژوه - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: سهیلا دوستپژوه - مجله علمی ایلیاد