چقدر باید منتظر دستیابی به انرژی همجوشی هسته‌ای بمانیم؟

 انرژی همجوشی هسته‌ای قرار بود رویایی باشد که به وقوع می‌پیوندد. به محض اینکه بشر متوجه شد که می‌تواند اتم‌های کوچک را به هم بکوبد تا اتم‌های بزرگ‌تری بسازد و در این فرآیند مقدار کمی انرژی آزاد کند، دانشمندان سراسر جهان به پیامدهای این دانش جدید فیزیک پی بردند.

به گزارش ایسنا، برخی می‌خواستند آن را به سلاح تبدیل کنند، اما برخی دیگر می‌خواستند آن را تا رسیدن به یک منبع انرژی الکتریکی پاک، کارآمد و تمام نشدنی توسعه دهند.

به نقل از اسپیس، اما مشخص شد که دستیابی به قدرت همجوشی سخت است. سخت و پر از دام‌ها و تله‌های غیرمنتظره. ما سه چهارم قرن است که در تلاش برای ساخت ژنراتورهای همجوشی بوده‌ایم و پیشرفت‌های زیادی داشته‌ایم. اما ما به آن دست نیافته‌ایم. نیروی همجوشی یکی از آن مواردی بوده است که اکنون حدود ۵۰ سال است که «تنها ۲۰ سال تا رسیدن به آن فاصله داریم».

چالش اصلی این است که در حالی که انجام همجوشی نسبتا ساده است و ما همیشه این کار را با سلاح‌های گرم هسته‌ای انجام می‌دهیم، کُند کردن واکنش و کنترل کردن آن در حین استخراج انرژی مفید از آن بسیار دشوارتر است.

در عصر کنونی، دو رویکرد عمده برای تلاش برای رسیدن به انرژی همجوشی هسته‌ای مفید وجود دارد. یکی بر اساس فرآیندی به نام محصورسازی اینرسی است، که در آن شما یک مجموعه لیزر را به یک هدف کوچک شلیک می‌کنید و آن را منفجر می‌کنید که یک واکنش همجوشی مختصری ایجاد می‌کند.

در دسامبر سال ۲۰۲۲، تأسیسات ملی احتراق و علوم فوتونی(NIF) برای استفاده از این روش برای دستیابی به «نقطه سر به سر»، که در آن انرژی بیشتری از سوخت خارج می‌شود، خبرساز شدند.

رویکرد دیگر مبتنی بر محصور شدن مغناطیسی است، جایی که میدان‌های مغناطیسی قدرتمند بر روی پلاسما فشرده می‌شوند تا زمانی که شروع به ذوب شدن کند. آزمایش‌ها در اینجا راه درازی را پیموده‌اند، اما برای اطمینان از پایدار ماندن پلاسما، که برای یک واکنش همجوشی پایدار ضروری است، تلاش‌های زیادی نیاز است.

آخرین سیستم برای تکرار این فرآیند، به نام ITER، در حال حاضر توسط یک کنسرسیوم تحقیقاتی بین‌المللی در دست ساخت است، که امیدوار است پس از اتمام، ITER اولین دستگاه محصور کننده مغناطیسی باشد که به نقطه سربه‌سر می‌رسد.

اما تأسیسات ملی احتراق و علوم فوتونی برای تولید برق طراحی نشده است و مشخص نیست که چگونه فرآیند آن را به یک نیروگاه تبدیل کنیم. این تاسیسات با تمام توانش، از طریق همجوشی پنج سنت برق تولید کرد.

علاوه بر این، نقطه سر به سر یک معنای فنی دارد که تا حدودی ناامید کننده است. اگرچه در این نقطه سوخت انرژی بیشتری نسبت به جذب انرژی آزاد می‌شود، اما تنها کمتر از یک درصد از انرژی کل دستگاه در وهله اول به سوخت تبدیل شده است.

بالاخره چه زمانی انرژی همجوشی به حقیقت می‌پیوندد؟

نمی‌توانم به طور قطعی بگویم که چه زمانی به قدرت همجوشی پایدار دست می‌یابیم. اما می‌توان گفت ۱۰ درصد احتمال دارد که در ۲۰ سال آینده، ۵۰ درصد احتمال دارد در یک قرن آینده، ۳۰ درصد احتمال دارد در ۱۰۰ سال آینده پس از آن به انرژی همجوشی دست یابیم و ۱۰ درصد احتمال دارد که هرگز به آن دست نیابیم.

این اعداد از کجا می‌آیند؟ انرژی همجوشی چیزی است که آن را چالش نسلی یا قرنی می‌دانیم. بشریت پیش از این به این نوع پروژه‌ها دست یافته است.

معمولا این نوع پروژه‌ها نیازمند مشارکت چندین نسل است. گاهی اوقات می‌توانیم پیشرفت خود را تسریع کنیم و در مدت زمان کوتاهی آن‌ها را تکمیل کنیم و آن زمانی که منابع عظیمی را صرف کنیم و به طور همزمان با افراد مناسب و با استعداد کار کنیم اتفاق می‌افتد.

اما در اواسط قرن بیستم، زمانی که ما این فرصت را داشتیم که یک نسل از زمان و پول خود را در جهت تحقیقات هسته‌ای صرف کنیم، بین بمب و نیروگاه انتخابی داشتیم و بمب‌ها را انتخاب کردیم. بنابراین، سیر تحقیقاتی نیروگاه به سرعت پیشرفت نکرد.

این بدان معناست که تحقیقات همجوشی به همان اولویتی که اکثر رشته‌های دیگر تحقیقات دارند تنزل داده شده است به این معنی که تقریباً یک قرن طول می‌کشد تا به نتیجه برسد.

تماشاخانه

هیجان و جنون یکی از پرفرازونشیب‌ترین روزهای خرید / بلک فرایدی یا جمعه سیاه چطور به وجود آمد؟ (فیلم)

شکوه فرش ایرانی دوره صفوی را در اروپا ببینید (فیلم)

فیلم های دیگر