وزارت انرژی آمریکا در اطلاعیه‌ای پیشرفت علمی بزرگ محققان آزمایشگاه ملی لورنس لیورمور برای تولید انرژی پاک از طریق همجوشی هسته‌ای را رسانه ای کرد.
به گزارش تکناک، این فناوری می تواند دور شدن سیاره زمین از سوخت‌های فسیلی که سهم عمده‌ای در تغییرات آب و هوایی دارند را سرعت ببخشد.
شاید این سوال پیش بیاید که اصولا همجوشی هسته ای چیست و برخی از مشکلات تبدیل آن به منبع انرژی ارزان و بدون کربن چه می تواند باشد؟
همجوشی هسته ای چیست؟
به بالا نگاه کنید، آنچه درست بالای سر شما اتفاق می افتد واکنش های همجوشی هسته ای است که به خورشید و سایر ستارگان نیرو می دهد.
این واکنش زمانی اتفاق می افتد که دو هسته سبک با هم ادغام می شوند و یک هسته سنگین تر را تشکیل می دهند. به گفته وزارت انرژی آمریکا، از آنجایی که جرم کل آن تک هسته کمتر از جرم دو هسته اصلی است، جرم باقی مانده انرژی است که در این فرآیند آزاد می شود.
در مورد خورشید، گرمای شدید آن که میلیون ها درجه سانتیگراد است و فشار اعمال شده توسط گرانش به اتم ها اجازه می دهد در غیر این صورت یکدیگر را دفع کنند تا با هم ادغام شوند.
دانشمندان مدت‌هاست که درک کرده‌اند که گداخت هسته‌ای چگونه کار می‌کند و از دهه ۱۹۳۰ در تلاش هستند تا این فرآیند را روی زمین تکرار کنند. بنا به گفته وزارت انرژی، تلاش‌های کنونی بر روی همجوشی یک جفت ایزوتوپ هیدروژن دوتریوم و تریتیوم متمرکز است. این ترکیب خاص انرژی بسیار بیشتری نسبت به اکثر واکنش‌های همجوشی آزاد می‌کند و برای انجام این کار به گرمای کمتری نیاز است.
این روش چقدر ارزشمند خواهد بود؟
دانیل کامن، استاد انرژی و جامعه در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی، گفت که همجوشی هسته‌ای امکان سوخت اساسا نامحدودی را در صورتی که این فناوری بتواند از نظر تجاری در دسترس باشد، فراهم می‌کند ضمن آنکه عناصر مورد نیاز آن در آب دریا موجود است.
کامن گفت که این فرآیندی است که ضایعات رادیواکتیو حاصل از شکافت هسته ای را تولید نمی کند.
دانشمندان چگونه برای انجام این کار تلاش می کنند؟
یکی از روش هایی که دانشمندان برای بازآفرینی همجوشی هسته ای به کار می برند شامل چیزی است که توکامک نامیده می شود. یک محفظه خلاء به شکل دوناتی که از آهنرباهای قدرتمند برای تبدیل سوخت به پلاسمای فوق گرم (بین 150 تا 300 میلیون درجه سانتیگراد) استفاده می کند که در آن همجوشی ممکن است رخ دهد.
آزمایشگاه لیورمور از تکنیک متفاوتی استفاده می‌کند و محققان یک لیزر با 192 پرتو را به سمت یک کپسول کوچک پر از سوخت دوتریوم-تریتیوم شلیک می‌کنند. آزمایشگاه گزارش داد که در آزمایشی در آگوست 2021، انجام شد 1.35 مگاژول انرژی همجوشی تولید کرده که حدود 70 درصد انرژی شلیک شده به سمت هدف است. این آزمایشگاه گفت که چندین آزمایش بعدی نتایج کاهشی را نشان داده است، اما محققان بر این باورند که راه‌هایی را برای بهبود کیفیت کپسول سوخت و تقارن لیزرها شناسایی کرده‌اند.
کامن نتیجه گیری کرد: حیاتی‌ترین ویژگی انتقال همجوشی از تئوری به واقعیت تجاری، دریافت انرژی بیشتر به سمت خارج فرایند نسبت به داخل آن است.
