گامی مهم در استخراج انرژی با روش همجوشی

مجله علمی ایلیاد - برای اولین بار دانشمندان توانسته‌اند با استفاده از واکنش همجوشی ۱.۳ مگاژول انرژی تولید کنند. برای اولین بار مقدار انرژی تولیدی به روش همجوشی بیش از انرژی مصرف شده برای شروع واکنش بوده است. هر چند هنوز راه زیادی برای پیمودن در این زمینه باقی مانده است، ولی نتایج به‌دست آمده پیشرفت عمده‌ای نسبت به بازده مشاهده شده در گذشته بوده است.

 

بازده این واکنش نسبت به آزمایش‌هایی که در اواسط سال ۲۰۲۱ انجام شده، ۸ برابر بیشتر بوده و نسبت به آزمایش‌هایی که در سال ۲۰۱۸ انجام شد، ۲۵ برابر بیشتر بوده است که دست‌آورد بزرگی محسوب می‌شود. آزمایش‌های جدید در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور آمریکا انجام شده است.

در آزمایش‌های جدید پیشرفت بزرگی در زمینه‌ی همجوشی محصور به روش اینرسی به‌دست آمده است و مسیر جدیدی برای ماموریت‌های تعریف شده در این زمینه ایجاد شده است. نوآوری، نبوغ و تعهد دانشمندان طی چندین دهه منجر به چنین پیشرفت بزرگی شده است.

همجوشی محصور به روش اینرسی چیزی شبیه به یک ستاره‌ی کوچک است. این واکنش با یک کپسول سوخت حاوی دوتریوم و تریتیوم به عنوان ایزوتوپ‌های سنگین هیدروژن، شروع می‌شود. این کپسول درون یک محفظه‌ی طلایی در اندازه‌ی یک جعبه کبریت قرار می‌گیرد. پس از آن ۱۹۲ پرتو لیزری با توان بالا به این محفظه تابش می‌کنند و تولید اشعه‌ی ایکس می‌کنند. این اشعه‌ها باعث می‌شوند محتوای محفظه‌ی طلایی گرم شده و فشار بالایی در آن ایجاد شود که این شرایط مشابه شرایط مرکز یک ستاره است. دما در این وضعیت به بالاتر از ۱۰۰ میلیون درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد و فشار در آنجا بالاتر از ۱۰۰ میلیارد اتمسفر خواهد بود. در این وضعیت کپسول حاوی سوخت تبدیل به توپی از پلاسما می‌شود.

در این شرایط هیدروژن دچار همجوشی شده و عناصر سنگین‌تر را تولید می‌کند و این اتفاق برای سوخت موجود در کپسول نیز رخ می‌دهد. این واکنش‌ها در طی زمانی در حدود چند میلیاردم ثانیه رخ می‌دهد. هدف از این کار رسیدن به نقطه‌ی جرقه است که در آن انرژی تولید شده به‌وسیله‌ی واکنش همجوشی بیشتر از انرژی مصرف شده برای شروع واکنش است.

اندازه‌گیری‌های دانشمندان در این مجموعه آزمایشات نشان داده است که انرژی تولید شده در نقطه‌ی جرقه ۵ برابر بیشتر از انرژی مصرفی برای رسیدن به آن نقطه بوده است. دانشمندان اعتقاد دارند که طراحی بهتر سوخت و کپسول آن، بالا بردن دقت لیزرها و داشتن دستگاه‌های تشخیصی دقیق‌تر، می‌تواند بازدهی واکنش را از این نیز بیشتر کند.

تیم دانشمندان در تلاش هستند تا آزمایش‌های خود را مجدداً انجام دهند تا از تکرارپذیری آن اطمینان حاصل کنند و فرآیند آن‌را با جزئیات بیشتری مورد مطالعه قرار دهند.