استفاده قریب‌الوقوع از انرژی همجوشی خورشید روی زمین

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، شرکت خصوصی توسعه انرژی همجوشی "توکامک انرژی"(Tokamak Energy) اخیراً یک به‌روزرسانی در مورد پیشرفت خود در راه تحقق انرژی همجوشی خورشید منتشر کرده است. این بیانیه مطبوعاتی نشان می‌دهد که این شرکت مستقر در آکسفورد بریتانیا آخرین نتایج آزمایش‌های نمونه اولیه "توکاماک کروی فشرده ST۴۰" خود را در ماه گذشته ارائه کرده است.

این نتایج نشان داده که "ST۴۰" به شرایط مورد نیاز برای گرم‌ترین دمای پلاسما که تاکنون در یک توکاماک کروی به دست آمده، دست یافته است.

توکاماک‌ها رآکتورهایی هستند که توسط شرکت‌هایی از جمله "توکاماک انرژی" و همچنین "سیستم‌های همجوشی مشترک المنافع" تحت حمایت "بیل گیتس" و "موسسه انرژی همجوشی کره جنوبی" که اخیراً با رساندن رآکتور خود به دمای یک میلیون درجه به مدت ۳۰ ثانیه رکورد جدیدی را به ثبت رسانده است، در حال توسعه هستند.

اگرچه دیگر توکاماک‌ها مانند رآکتور مؤسسه انرژی همجوشی کره جنوبی موسوم به "JSTAR" به دمای بالاتری نسبت به رآکتور شرکت "توکاماک انرژی" دست یافته‌اند، اما این شرکت بریتانیایی معتقد است که نوع رآکتوری که این شرکت در حال توسعه آن است برای تحقق نیروی همجوشی تجاری بادوام، بسیار حیاتی است.

این شرکت در بیانیه مطبوعاتی خود می‌گوید: توکامک‌های معمولی قبلاً به دمای بالاتری دست یافته‌اند، اما در دستگاه‌های بسیار بزرگ‌تر. کلید توسعه انرژی همجوشی تجاری دستیابی به پلاسمای پایدار در این دماهای بالا در دستگاه‌های فشرده مانند "توکامک کروی" است و این در حالی است که شرکت "توکامک انرژی" به نقطه عطف مهم دمای ۱۰۰ میلیون درجه پلاسما نزدیک می‌شود.

توکامک یکی از گونه‌های مختلف از دستگاه‌های هم‌جوشی محصورسازی مغناطیسی و یکی از نامزدها برای تولید کنترل قدرت همجوشی گرما است که بیشترین تحقیق روی آن انجام شده‌ است.

از لحاظ نظری، رآکتورهای همجوشی هسته‌ای می‌توانند انرژی بی حد و حصری تولید کنند. با این حال، کلید دوام بخشیدن به همجوشی تجاری، تولید انرژی بیشتر از آنچه ماشین‌ها برای کارکردن در وهله اول نیاز دارند، است.

همجوشی هسته‌ای واکنشی است که خورشید و ستارگان برای تولید انرژی از آن استفاده می‌کنند. در این واکنش، دو اتم با هم برخورد می‌کنند و هسته سنگین‌تری را تشکیل می‌دهند و مقادیر عظیمی انرژی آزاد می‌کنند. در یک توکاماک، آهنرباهای فوق العاده قوی برای کنترل و تثبیت پلاسمای سوزان در دماهای فوق العاده بالا مورد نیاز است.

قدرت همجوشی یک شکل نظری از تولید انرژی است که در آن انرژی با استفاده از واکنش‌های همجوشی هسته‌ای برای تولید حرارت و در نتیجه تولید برق تولید می‌شود. در یک فرآیند تلفیقی، دو هسته اتمی سبک‌تر ترکیب می‌شوند تا یک هسته سنگین را تشکیل دهند و در عین حال انرژی آزاد کنند. این همان فرآیندی است که به ستاره‌هایی مانند خورشید قدرت می‌دهد. دستگاه‌های طراحی شده برای مهار این انرژی به عنوان "رآکتورهای همجوشی" شناخته می‌شوند.

فرآیندهای همجوشی نیاز به سوخت و یک محدوده بسیار کم با دمای بالا و فشار دارد تا پلاسمایی را ایجاد کند که در آن همجوشی می‌تواند رخ دهد. در ستارگان، هیدروژن سوخت رایج است و گرانش، دمای بالای مورد نیاز برای همجوشی را ایجاد می‌کند. رآکتورهای همجوشی به‌ طور کلی از ایزوتوپ‌های هیدروژن مانند دوتریوم و تریتیوم استفاده می‌کنند که به راحتی واکنش نشان می‌دهند و پلاسمای محدودی از میلیون‌ها درجه را با استفاده از روش‌های مرسوم(لیزر) یا روش‌های مغناطیسی(توکاماک و مشابه) ایجاد می‌کنند.

چالش اصلی در تحقق قدرت همجوشی عبارت است از مهندسی سیستمی که بتواند پلاسما را به اندازه کافی در دما و چگالی بالایی داشته باشد تا واکنش به صورت طولانی مدت رخ دهد. انتظار می‌رود که همجوشی هسته‌ای به عنوان یک منبع انرژی چندین مزیت نظری نسبت به شکافت هسته‌ای داشته باشد. این مزیت شامل کاهش میزان واپاشی هسته‌ای، کم شدن ضایعات هسته‌ای، منابع سوختی فراوان و افزایش ایمنی است. با این حال همجوشی کنترل شده به لحاظ عملی و اقتصادی بسیار دشوار است. تحقیق در رآکتورهای همجوشی در دهه ۱۹۴۰ میلادی آغاز شد، اما تا به امروز به صورت تجاری تحقق نیافته است.

"کریس کلسال" مدیرعامل شرکت "توکاماک انرژی" در یک مصاحبه با بی‌بی‌سی گفت: اگر شرکت "توکاماک انرژی" و دیگر شرکت‌های توسعه همجوشی هسته‌ای، نیروی مورد استفاده خورشید را روی زمین فراهم کنند، روشی ایجاد کرده‌اند که عملاً هیچ زباله‌ای تولید نمی‌کند، به این معنی که می‌توانند به جهان کمک کنند سرانجام به سوخت‌های فسیلی پشت کند.