رآکتور همجوشی بریتانیا به رکورد جدیدی در تولید انرژی دست یافت

در چند روز اخیر خبرهای هیجان‌انگیزی درباره همجوشی هسته‌ای منتشر شده است. پس از به روزرسانی‌های هیجان‌انگیز همجوشی لختی آمریکا، دانشمندان بریتانیا خبر از بالاترین بازده انرژی داده‌اند که تاکنون در آزمایش‌های همجوشی هسته‌ای به دست آمده است.

به گزارش آی‌اف‌ال ساینس، آزمایشی در تاسیسات جت (Joint European Torus) موفق شد به مدت پنج ثانیه قدرت همجوشی بالا ایجاد کند و فقط با استفاده از ۰٫۲۱ میلی‌‌گرم سوخت، ۶۹٫۲۶ مگاژول انرژی آزاد کند. این مقدار معادل انرژی‌ای است که می‌توانید با سوزاندن دو کیلوگرم زغال سنگ به دست آورید. سوخت موردبحث مخلوطی از دو نوع هیدروژن سنگین به نام‌های دوتریوم و تریتیوم است که در نیروگاه‌های همجوشی هسته‌ای آینده مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

با وجود دستیابی به رکورد، جت برای رسیدن به انرژی مورد انتظار برای آن نیروگاه‌ها طراحی نشده است، بلکه پیشگامی برای نمونه‌های اولیه در مقیاس کامل مانند ITER و DEMO است. ایتر (رآکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی) سال آینده آغاز به کار می‌کند و باید ۱۰ برابر انرژی ورودی خود را تولید کند. نسخه‌ی بعدی آن یعنی دمو ۲۵ برابر انرژی ورودی را تولید خواهد کرد. با‌این‌حال، نتایج جت پتانسیل این فناوری را نشان می‌دهد.

پروفسور آمبروجو فاسولی، مدیربرنامه کنسرسیوم EUROfusion در بیانیه‌ای گفت: «نمایش موفقیت‌آمیز ما از سناریوهای عملیاتی برای ماشین‌های همجوشی آینده مانند ایتر و دمو که توسط رکورد جدید انرژی تایید شده است، موجب اعتماد بیشتری در توسعه انرژی همجوشی می‌شود. فراتر از ثبت رکورد جدید، ما به دستاوردهایی رسیدیم که قبلا هرگز به آن‌ها دست پیدا نکرده بودیم و درک خود از فیزیک همجوشی را عمیق‌تر کردیم.»

انرژی خورشید و همه ستاره ها طی فرایند همجوشی حاصل می‌شود اما روی زمین، ما به‌طور طبیعی فشار و دمای موجود در هسته این اجرام را نداریم. بنابراین، باید خلاق باشیم و معمولا، این به معنای داغ کردن پلاسما تا بیش از ۱۰۰ میلیون درجه سانتی‌گراد است. در چنین دماهایی، پلاسما انرژی زیادی آزاد می‌کند (هدف همین است) اما ممکن است انفجارهایی وجود داشته باشد که به دیواره‌های اطراف آسیب برساند. طی همجوشی دوتریوم و تریتیوم، هلیوم ایجاد می‌شود و این محصول جانبی باید بدون تخریب سیستم اگزوز دور ریخته شود. جت نشان داده است هر دو چالشی که به آن‌ها اشاره شد، قابل حل هستند.

برای ایجاد دماهای بالا، نیاز است انرژی زیادی وارد شود. در همجوشی هسته‌ای، هدف رسیدن به ضریب کیفیت بالاتر از یک است. ضریب کیفیت یک به این معنا است که به اندازه انرژی ورودی، انرژی آزاد می‌کنید. تنها آزمایشی که تاکنون به این هدف دست پیدا کرده است، سیستم همجوشی لختی در ایالات متحده بود که به ضریب کیفیت برابر ۱٫۵ دست یافت. بهترین ضریب کیفیتی که جت تاکنون به آن دست پیدا کرده، برابر ۰٫۶۹ است، اما خروجی انرژی جت ۲۰ برابر بیشتر از خروجی انرژی بود که توسط همجوشی لختی به دست آمد.

هنوز چند دهه با نیروگاه‌های همجوشی تجاری فاصله داریم، پیشرفت‌های اخیر حاکی از آن است که مسیرهای مختلفی برای رسیدن به این هدف وجود دارد و با آزمایش‌های بیشتر می‌توانیم به موفقیت‌های بهتری دست پیدا کنیم.