خورشید مصنوعی چین با حفظ جریان پلاسما به‌مدت هزار ثانیه رکوردشکنی کرد
خورشید مصنوعی چین با حفظ جریان پلاسما به‌مدت هزار ثانیه رکوردشکنی کرد
دهم ژانویه، رآکتور همجوشی هسته‌ای توکاماک ابررسانای آزمایشی پیشرفته (EAST)، حلقه پایدار و بسیار محدودی از پلاسما (چهارمین حالت ماده) را به مدت ۱۰۶۶ ثانیه حفظ کرد. رکورد قبلی این رآکتور ۴۰۳ ثانیه بود.
رآکتورهای همجوشی هسته‌ای به خورشید مصنوعی معروف هستند؛ زیرا همانند خورشید با ترکیب دو اتم سبک و ایجاد اتم سنگین‌تر ازطریق گرما و فشار، انرژی تولید می‌کنند.
خورشید فشار بسیار بالاتری نسبت به رآکتورهای هسته‌ای روی زمین دارد. به همین دلیل دانشمندان در رآکتورهای هسته‌ای دما را بسیار بالا می‌برند تا همان فرایند همجوشی هسته‌ای که در خورشید اتفاق می‌افتد، درون رآکتورها رخ دهد. دمای این رآکتورها چندین برابر دمای خورشید است.
همجوشی هسته‌ای این پتانسیل را دارد که منبع انرژی تقریباً نامحدود بدون تولید گازهای گلخانه‌ای یا مقدار زیادی زباله هسته‌ای فراهم کند.
با اینکه دانشمندان بیش از ۷۰ سال است روی فناوری همجوشی هسته‌ای کار می‌کنند، این فناوری هنوز به اندازه کافی پیشرفت نکرده که بتواند به‌طور فوری مشکل تغییرات اقلیمی را حل کند. محققان امیدوارند در چند دهه آینده انرژی همجوشی هسته‌ای را به دست بیاوریم، اما ممکن است دستیابی به این هدف خیلی بیشتر طول بکشد.
رکورد جدید رآکتور EAST به‌طور فوری انرژی همجوشی هسته‌ای را به منبع اصلی برق تبدیل نمی‌کند، اما گامی به سوی آینده‌ای است که در آن نیروگاه‌های همجوشی هسته‌ای قادر به تولید برق خواهند بود. این رآکتور دارای محفظه‌ای مغناطیسی یا توکاماک است که برای نگه‌داشتن پلاسما و سوزاندن مداوم آن برای مدت طولانی طراحی شده است.
رآکتورهایی مثل EAST هنوز نتواسته‌اند به جایی برسند که همجوشی هسته‌ای به‌طور پیوسته به تولید انرژی بپردازد. یعنی هنوز این واکنش به‌طور خودکار و بدون نیاز به انرژی اضافی از بیرون انجام نمی‌شود. اما رکورد جدیدی که ثبت شده، پیشرفتی ازنظر نگه‌داشتن پلاسما در وضعیت پایدار و محدودشده برای مدت طولانی است که در آینده برای تولید برق در راکتورهای همجوشی هسته‌ای نیاز خواهد بود.
سونگ یونتائو، مدیر موسسه فیزیک پلاسما در آکادمی علوم چین می‌گوید دستگاه همجوشی هسته‌ای باید بتواند برای مدت طولانی و با کارایی بالا کار کند تا جریان پلاسما به‌طور خودکار و پیوسته در داخل رآکتور ادامه یابد. این قابلیت برای تولید برق مداوم در نیروگاه‌های همجوشی هسته‌ای در آینده بسیار مهم است.
رآکتور همجوشی هسته‌ای توکاماک ابررسانای آزمایشی پیشرفته یکی از چندین رآکتور همجوشی هسته‌ای در دنیا است، اما درحال‌حاضر تمام این رآکتورها بیشتر از انرژی تولیدی، انرژی مصرف می‌کنند.
در سال ۲۰۲۲، رآکتور همجوشی تاسیسات ملی احتراق آمریکا به‌طور موقت توانست به مرحله‌ای برسد که واکنش همجوشی شروع به تولید انرژی کند، اما برای این کار از روشی متفاوت نسبت به EAST استفاده کرده بود که شامل انفجارهای سریع انرژی بود. با‌این‌حال، مقدار کلی انرژی مصرفی این رآکتور نیز بیش از مقدار انرژی تولیدی آن بود.
رآکتورهای همجوشی هسته‌ای توکاماک ابررسانای تجربی پیشرفته، رایج‌ترین نوع رآکتورهای همجوشی هسته‌ای هستند. در این رآکتورها، پلاسما داغ می‌شود و با استفاده از میدان‌های مغناطیسی قوی در داخل محفظه‌ای شبیه دونات، حفظ می‌شود. پژوهشگران برای رسیدن به رکورد جدید، تغییراتی در راکتور ایجاد کردند مثلا قدرت سیستم گرمایشی آن را دو برابر کردند.
بیشتر بخوانید
داده‌هایی که رآکتور EAST جمع‌آوری کرده، به ساخت و پیشرفت رآکتورهای دیگر در چین و کشورهای دیگر کمک خواهد کرد. چین همچنین در پروژه ITER شرکت دارد که با همکاری کشورهای زیادی مثل آمریکا، بریتانیا، ژاپن، کره جنوبی و روسیه به پیش می‌رود.
رآکتور ITER که در جنوب فرانسه درحال ساخت است، قوی‌ترین آهن‌ربای جهان را دارد و قرار است تا سال ۲۰۳۹ راه‌اندازی شود. این رآکتور برای انجام تحقیقات در زمینه همجوشی هسته‌ای طراحی شده و هدف اصلی‌اش ایجاد همجوشی پایدار است؛ اما امکان دارد در آینده راه را برای ساخت نیروگاه‌های همجوشی هسته‌ای هموار کند.
سونگ یونتائو می‌گوید: «امیدواریم ازطریق پروژه EAST همکاری‌های بین‌المللی را گسترش دهیم و انرژی همجوشی را به‌طور عملی برای استفاده بشر به کار گیریم.»
