دانشمندان با حسگرهای الماسی به جنگ تشعشعات مرگبار می‌روند

01

از 03

حسگرهای الماسی وارد می‌شوند!

محدودیت‌های سیلیکونی پژوهشگران SCIPP را بر آن داشت تا با شرکت کوچک Advent Diamond همکاری کنند؛ شرکتی که توان ساخت حسگرهایی با پایه الماس را به جای سیلیکون دارد. این همکاری پس از دریافت ۴۸ هزار دلار بودجه اولیه SCIPP شکل گرفت؛ حمایتی حیاتی در مراحل نخست که نهادهای سنتی حاضر به تامین آن نبودند.

بروس شوم، استاد فیزیک تجربی دانشگاه و از چهره‌های برجستهٔ این پروژه، می‌گوید: «Advent یکی از معدود شرکت‌های جهان است که می‌تواند پژوهش و توسعه ویژه‌ای برای ساخت حسگرهای الماسی به‌عنوان آشکارساز ذرات هسته‌ای انجام دهد.» او اضافه کرد که این حمایت اولیه «فرصتی فراهم کرد تا همکاری‌ای را که سال‌ها در پی آن بودیم، سرانجام عملی کنیم.»

این حسگرهای مبتنی بر الماس دقیقا همان سخت‌افزار کلیدی هستند که رآکتورهای همجوشی نسل آینده به آن نیاز خواهند داشت. فناوری آن‌ها با ردیابی الگوی سوختن هر پالس همجوشی، امکان ارائه تشخیص‌های لحظه‌ای را در محیطی فراهم می‌کند که حسگرهای سنتی را به سرعت از کار می‌اندازد.

بیشتر بخوانید: مدل هوش مصنوعی جدید مسیر همجوشی هسته‌ای را متحول می کند

حتما بخوانید: پیشرفت در احداث نیروگاه‌های همجوشی

02

از 03

شتاب انرژی همجوشی روزبه‌روز بیشتر می‌شود

همجوشی (واکنشی که انرژی خورشید را تولید می‌کند) نه گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کند، نه پسماند خطرناک دارد و با هیدروژن کار می‌کند. پس از آنکه آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور تحت مدیریت دانشگاه کالیفرنیا در سال ۲۰۲۲ به نقطه احتراق همجوشی رسید و این موفقیت را چندین بار با افزایش بازده انرژی تکرار کرد، علاقه و سرمایه‌گذاری در این حوزه به شدت اوج گرفت.

سرمایه‌گذاری خصوصی اکنون از ۱۰ میلیارد دلار فراتر رفته و وزارت انرژی آمریکا با راه‌اندازی مراکز انرژی همجوشی، مسیر تجاری‌سازی این فناوری را هموار کرده است. هم‌زمان، لایحه ۲۵ سنای کالیفرنیا ایجاد یک اکوسیستم کامل همجوشی در سطح ایالت را حمایت کرده و برنامه‌ریزی برای احداث یک نیروگاه پایلوت تا سال ۲۰۳۰ را در دستور کار دارد.

در چنین فضایی، ابتکار انرژی همجوشی دانشگاه کالیفرنیا دو کمک‌هزینه ۴ میلیون دلاری به تیم‌های بین‌رشته‌ای در پنج پردیس و دو آزمایشگاه ملی اختصاص داد؛ بودجه‌ای که از درآمدهای مدیریتی دانشگاه از لارنس لیورمور و لوس آلاموس تامین می‌شود و گامی مهم برای شتاب‌بخشیدن به تحقیقات و توسعه همجوشی در ایالت کالیفرنیا است.

03

از 03

نسل بعد انرژی همجوشی در مسیر تجاری‌سازی

با وجود پیشرفت‌های اخیر نطیر حسگرهای الماسی، چالش‌های مهندسی بزرگی همچنان سد راه آماده‌سازی همجوشی برای استفاده تجاری است. در این مسیر، دانشگاه UC سانتا کروز همراه با پژوهشگران UC سن دیگو، UCLA، UC ایرواین و شرکای آزمایشگاهی ملی، در حال بررسی مواد در شرایط شدید همجوشی و توسعه ابزارهایی هستند که قادر به بقا و عملکرد در این محیط‌های افراطی باشند.

این پروژه توسط فرهات بگ از UC سن دیگو هدایت می‌شود و بر سه محور کلیدی «مدل‌سازی، ساخت و اندازه‌گیری» تمرکز دارد. در SCIPP، سیمونه مازا مسئول توسعه یک سیستم پایش پلاسما مقاوم در برابر تشعشعات شدید خواهد بود. او می‌گوید: «با وجود پیشرفت‌های چشمگیر، هنوز پرسش‌های اساسی مهندسی و طراحی باقی مانده است؛ پیش از آنکه انرژی همجوشی بتواند از آزمایشگاه به یک نیروگاه تجاری عملیاتی برسد، نیازمند یک تلاش هماهنگ و گسترده هستیم.»

این تلاش‌ها با اولویت‌های وزیر انرژی آمریکا، کریس رایت، در زمینه تسریع نوآوری در انرژی همجوشی و پاسخ به افزایش تقاضای انرژی ملی همسوست. هم‌زمان، ایالت کالیفرنیا نیز سرمایه‌گذاری خود را افزایش داده است. در اکتبر ۲۰۲۵، فرماندار گاوین نیوزوم پنج میلیون دلار برای حمایت از تجاری‌سازی همجوشی اختصاص داد و هدف‌گذاری کرد که نخستین نیروگاه پایلوت جهان در این ایالت تا دهه ۲۰۴۰ عملیاتی شود.