خورشید مصنوعی چین با حفظ جریان پلاسما به‌مدت هزار ثانیه ركوردشكنی كرد

خورشید مصنوعی چین با حفظ جریان پلاسما به‌مدت هزار ثانیه ركوردشكنی كردانرژی و محیط زیستعلمیچهارشنبه ۳ بهمن ۱۴۰۳ - ۱۴:۳۵مطالعه 3 دقیقهمریم صفدریتبلیغاتمشاهده همه ویدئو‌هاتبلیغاتتبلیغاترآكتور معروف به خورشید مصنوعی با شكستن ركورد قبلی خود برای حفظ پلاسمای فوق داغ، گامی دیگر به تولید انرژی پاك و تقریبا نامحدود نزدیك‌تر شد .

تبلیغاتدهم ژانویه، رآكتور همجوشی هسته‌ای توكاماك ابررسانای آزمایشی پیشرفته (EAST)، حلقه پایدار و بسیار محدودی از پلاسما (چهارمین حالت ماده) را به مدت ۱۰۶۶ ثانیه حفظ كرد. ركورد قبلی این رآكتور ۴۰۳ ثانیه بود .

رآكتورهای همجوشی هسته‌ای به خورشید مصنوعی معروف هستند؛ زیرا همانند خورشید با تركیب دو اتم سبك و ایجاد اتم سنگین‌تر ازطریق گرما و فشار، انرژی تولید می‌كنند.خورشید فشار بسیار بالاتری نسبت به رآكتورهای هسته‌ای روی زمین دارد .

به همین دلیل دانشمندان در رآكتورهای هسته‌ای دما را بسیار بالا می‌برند تا همان فرایند همجوشی هسته‌ای كه در خورشید اتفاق می‌افتد، درون رآكتورها رخ دهد. دمای این رآكتورها چندین برابر دمای خورشید است.همجوشی هسته‌ای این پتانسیل را دارد كه منبع انرژی تقریباً نامحدود بدون تولید گازهای گلخانه‌ای یا مقدار زیادی زباله هسته‌ای فراهم كند .

با اینكه دانشمندان بیش از ۷۰ سال است روی فناوری همجوشی هسته‌ای كار می‌كنند، این فناوری هنوز به اندازه كافی پیشرفت نكرده كه بتواند به‌طور فوری مشكل تغییرات اقلیمی را حل كند. محققان امیدوارند در چند دهه آینده انرژی همجوشی هسته‌ای را به دست بیاوریم، اما ممكن است دستیابی به این هدف خیلی بیشتر طول بكشد .

ركورد جدید رآكتور EAST به‌طور فوری انرژی همجوشی هسته‌ای را به منبع اصلی برق تبدیل نمی‌كند، اما  گامی به سوی آینده‌ای است كه در آن نیروگاه‌های همجوشی هسته‌ای قادر به تولید برق خواهند بود. این رآكتور دارای محفظه‌ای مغناطیسی یا توكاماك است كه برای نگه‌داشتن پلاسما و سوزاندن مداوم آن برای مدت طولانی طراحی شده است .

رآكتورهایی مثل EAST هنوز نتواسته‌اند به جایی برسند كه همجوشی هسته‌ای به‌طور پیوسته به تولید انرژی بپردازد. یعنی هنوز این واكنش به‌طور خودكار و بدون نیاز به انرژی اضافی از بیرون انجام نمی‌شود. اما ركورد جدیدی كه ثبت شده، پیشرفتی ازنظر نگه‌داشتن پلاسما در وضعیت پایدار و محدودشده برای مدت طولانی است كه در آینده برای تولید برق در راكتورهای همجوشی هسته‌ای نیاز خواهد بود .

سونگ یونتائو، مدیر موسسه فیزیك پلاسما در آكادمی علوم چین می‌گوید دستگاه همجوشی هسته‌ای باید بتواند برای مدت طولانی و با كارایی بالا كار كند تا جریان پلاسما به‌طور خودكار و پیوسته در داخل رآكتور ادامه یابد .

این قابلیت برای تولید برق مداوم در نیروگاه‌های همجوشی هسته‌ای در آینده بسیار مهم است.رآكتور همجوشی هسته‌ای توكاماك ابررسانای آزمایشی پیشرفته یكی از چندین رآكتور همجوشی هسته‌ای در دنیا است، اما درحال‌حاضر تمام این رآكتورها بیشتر از انرژی تولیدی، انرژی مصرف می‌كنند .

در سال ۲۰۲۲، رآكتور همجوشی تاسیسات ملی احتراق آمریكا به‌طور موقت توانست به مرحله‌ای برسد كه واكنش همجوشی شروع به تولید انرژی كند، اما برای این كار از روشی متفاوت نسبت به EAST استفاده كرده بود كه شامل انفجارهای سریع انرژی بود .

با‌این‌حال، مقدار كلی انرژی مصرفی این رآكتور نیز بیش از مقدار انرژی تولیدی آن بود.رآكتورهای همجوشی هسته‌ای توكاماك ابررسانای تجربی پیشرفته، رایج‌ترین نوع رآكتورهای همجوشی هسته‌ای هستند. در این رآكتورها، پلاسما داغ می‌شود و با استفاده از میدان‌های مغناطیسی قوی در داخل  محفظه‌ای شبیه دونات، حفظ می‌شود .

پژوهشگران برای رسیدن به ركورد جدید، تغییراتی در راكتور ایجاد كردند مثلا قدرت سیستم گرمایشی آن را دو برابر كردند.بیشتر بخوانیدبدبیاری بزرگ برای ایتر؛ بزرگ‌ترین پروژه همجوشی جهان تا سال ۲۰۳۴ شروع به كار نخواهد كرد17 تیر 03مطالعه '4آزمایش همجوشی هسته‌ای به نقطه عطف مهمی در تولید انرژی دست یافت19 بهمن 02مطالعه '2داده‌هایی كه رآكتور EAST جمع‌آوری كرده، به ساخت و پیشرفت رآكتورهای دیگر در چین و كشورهای دیگر كمك خواهد كرد .

چین همچنین در پروژه ITER شركت دارد كه با همكاری كشورهای زیادی مثل آمریكا، بریتانیا، ژاپن، كره جنوبی و روسیه به پیش می‌رود.رآكتور ITER كه در جنوب فرانسه درحال ساخت است، قوی‌ترین آهن‌ربای جهان را دارد و قرار است تا سال ۲۰۳۹ راه‌اندازی شود .

این رآكتور برای انجام تحقیقات در زمینه همجوشی هسته‌ای طراحی شده و هدف اصلی‌اش ایجاد همجوشی پایدار است؛ اما امكان دارد در آینده راه را برای ساخت نیروگاه‌های همجوشی هسته‌ای هموار كند.سونگ یونتائو می‌گوید: «امیدواریم ازطریق پروژه EAST همكاری‌های بین‌المللی را گسترش دهیم و انرژی همجوشی را به‌طور عملی برای استفاده بشر به كار گیریم .