همجوشی هستهای بر خلاف شکافت هستهای هنگام تولید انرژی ضایعات رادیواکتیو به همراه نخواهد داشت
وزارت انرژی ایالات متحده در حال برنامهریزی برای انتشار اعلامیهای در مورد «پیشرفت علمی بزرگ» در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور است. این آزمایشگاه، یکی از چندین مرکز علمی در سراسر جهان است که در آن محققان تلاش میکنند امکان به دست آوردن انرژی از طریق همجوشی هستهای را فراهم کنند.
به گزارش الجزیره، پیشبینی میشود که انتشار این اعلامیه در جامعه علمی سر و صدای زیادی به پا کند؛ زیرا برخی از محققان همجوشی هستهای را انرژی آینده مصرفی در جهان میدانند.
همجوشی هستهای مزایای گوناگونی دارد از جمله اینکه گازهای گلخانهای تولید نمیکند، زبالههای کمی بر جای میگذارد و خطر حوادث هستهای را در پی ندارد. این انرژی ممکن است روزی استفاده از سوختهای فسیلی را به کلی تغییر دهد، سوختی که سهم عمدهای در تغییرات اقلیمی دارد و مدتها است چالشهای دلهرهآوری برای ساکنان زمین به همراه داشته است.
همجوشی هستهای چیست؟
همجوشی هستهای درست بالای سر شما اتفاق میافتد. این رخداد هنگامی انجام میشود که دو هسته سبک با هم ادغام شوند و یک هسته سنگینتر را تشکیل دهند. از آنجایی که جرم کل آن تکهسته کمتر از جرم دو هسته اصلی است، جرم باقیمانده انرژیای است که در این فرآیند آزاد میشود.
دانشمندان مدتها است دریافتهاند که همجوشی هستهای چگونه کار میکند و با این دانش، از دهه ۱۹۳۰ تلاش کردهاند که این فرآیند را روی زمین تکرار کنند.
تلاشهای کنونی بر همجوشی یک جفت ایزوتوپ هیدروژن – دوتریوم و تریتیوم تمرکز دارد. این ترکیب خاص، انرژی بسیار بیشتری نسبت به بسیاری از واکنشهای همجوشی آزاد میکند و برای انجام این کار به گرمای کمتری نیاز است.
دانیل کامن، متخصص دانشگاه کالیفرنیا، معتقد است که همجوشی هستهای امکان تولید سوخت نامحدود را فراهم میکند، البته باید شرایطی را فراهم کرد که این فناوری بتواند از نظر تجاری قابل استفاده و بادوام باشد.
اهمیت این دستاورد این است که عناصر مورد نیاز برای گداخت هستهای در آب دریا موجود است. همچنین این عمل، فرآیندی است که ضایعات رادیواکتیو حاصل از شکافت هستهای (تکنیکی که در حال حاضر در نیروگاههای هستهای استفاده میشود) تولید نمیکند.
آرتور تورل، فیزیکدان و نویسنده کتاب «ستارهسازان»، در توییتی در این زمینه نوشت: «کنترل منبع انرژی ستارگان، بزرگترین چالش تکنولوژیکی است که بشر تا به حال انجام داده است.»
چقدر احتمال وقوع دارد؟
بنا به گفته دانشمندان، تکمیل چنین پروژهای ۲۰ یا ۳۰ سال دیگر طول میکشد و هنوز راه درازی برای عملیاتی شدن آن در پیش است. با این حال، جامعه علمی امیدوار است که به محض دستیابی به این فناوری، تولید انرژی جهانی دستخوش تغییر عمدهای شود.
محققان تاکید میکنند همجوشی هستهای، یک منبع انرژی کاملا بدون کربن است، ضایعات بسیار کمی تولید میکند و بسیار ایمن است. آنها مدعیاند که چنین گداختی میتواند در آینده راهحلی برای مشکلات انرژی جهان باشد.
دانشمندان چه کار میکنند؟
یکی از روشهایی که دانشمندان برای بازآفرینی همجوشی هستهای در نظر گرفتهاند، شامل ابزاری است که توکامک (tokamak) نامیده میشود. توکامک یک محفظه خلاء به شکل دونات و متشکل از آهنرباهای قدرتمند است که برای تبدیل سوخت به پلاسمای فوق گرمشده – بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ میلیون درجه سانتیگراد – استفاده میشود.
آزمایشگاه لارنس لیورمور از روش متفاوتی استفاده میکند. در این روش، محققان یک لیزر ۱۹۲ پرتویی را به سمت یک کپسول کوچک پر از سوخت دوتریوم-تریتیوم شلیک میکنند. این آزمایشگاه گزارش داد که در آگوست ۲۰۲۱، طی این فرآیند ۱.۳۵ مگاژول انرژی همجوشی تولید کرده که حدود ۷۰ درصد انرژی شلیکشده به هدف است. محققان لیورمور گزارش دادند که چندین آزمایش بعدی نتایجی با این گستردگی را نشان ندادند، اما آنها توانستهاند راههایی را برای بهبود کیفیت کپسول سوخت و تقارن لیزرها شناسایی کنند.
به گفته متخصصان، مهمترین ویژگی انتقال همجوشی از تئوری به واقعیت و تجاریسازی آن، دریافت انرژی بیشتر از درون است؛ مرحلهای که برای رسیدن به آن، ابتدا باید کارایی لیزرها افزایش یابند و آزمایشهای بعدی به دفعات تکرار شوند.