ساخت خورشید مصنوعی در کره جنوبی

دانشمندان در مرکز تحقیقات پیشرفته توکامک کره جنوبی ماشین «خورشید مصنوعی» خود را به تجهیزاتی مجهز کرده‌اند که می‌تواند به آن اجازه دهد پلاسمای با دمای بیش از ۱۰۰ میلیون درجه سانتی‌گراد را برای زمان بیشتری نگه دارد.

این دستگاه عظیم که در شهر دائجون این کشور قرار دارد، در واقع یک راکتور عظیم است که می‌تواند فرایند همجوشی هسته‌ای در مرکز خورشید و ستارگان را بر روی زمین بازتولید کند.

برای اینکه بتوان چنین فرایندی را روی زمین شبیه‌سازی کرد، ایزوتوپ‌های هیدروژن در درون دستگاه همجوشی موسوم به توکامک قرار می‌گیرند تا در شرایط پلاسما یون‌ها و الکترون‌ها از هم جدا شده و یون ها در دمای بالا نگهداری شوند.

«خورشید مصنوعی» کره جنوبی برای اولین بار در سال ۲۰۱۸ به دمای ۱۰۰ میلیون درجه سانتی‌گراد رسید، با این وجود تنها توانست ۱.۵ ثانیه در آن حالت دوام بیاورد.

در سال ۲۰۱۹ این زمان به ۸ ثانیه افزایش یافت، سپس در سال ۲۰۲۰ به ۲۰ ثانیه نزدیک شد و سرانجام در آخرین رکوردگیری در سال ۲۰۲۲ این دستگاه توانست دما را برای مدت ۳۰ ثانیه حفظ کند.

حالا اما به تازگی بر روی این دستگاه مجموعه‌ای از ارتقاءهای جدید نصب شده که می‌تواند به آن اجازه دهد این دمای شگفت‌انگیز را برای مدت طولانی‌تری نگه دارد.

به گفته مسئولان پروژه به‌روزرسانی‌های تازه شامل جایگزینی ماده دیورتور کربن با تنگستن می‌شود که دارای نقطه ذوبی بالا و سایر کیفیت‌های مطلوب است. تیم محققان انتظار دارند با کمک این تجهیزات جدید، تا پایان سال ۲۰۲۶ به رکورد حفظ ۱۰۰ میلیون درجه سانتی‌گراد تا ۳۰۰ ثانیه برسند.

همجوشی هسته‌ای زمانی اتفاق می‌افتد که دو هسته اتمی سبک با هم ترکیب می‌شوند و هسته سنگین‌تری را تشکیل می‌دهند و مقدار عظیمی انرژی در این فرآیند آزاد می‌کنند. این انرژی عظیم به لحاظ نظری می‌تواند برای تولید مقادیر تقریباً نامحدود الکتریسیته به کار رود.

این فرآیندی است که در قلب بزرگترین دستگاه همجوشی در منظومه شمسی ما، یعنی خورشید، رخ می‌دهد. هر چند بشر رکورد تولید دما در مرکز خورشید، معادل ۱۵ میلیون درجه سانتی‌گراد، را شکسته با این حال سختی کار برای بازتولید کامل فرایند همجوشی هسته‌ای روی زمین آن است که پلاسما را در این دمای بالا را بتوان نگه داشت.

توکامک کره جنوبی

در خورشید این کار به دلیل نیروی گرانش شدید حاصل از جرم بالا امکان‌پذیر است، اما در زمین با توجه به جرم کمتر و به تبع آن نیروی گرانش ضعیف‌تر نگه‌داشتن حالت پلاسما کار به مراتب دشوارتری است.

برای غلبه بر دافعه الکتریکی متقابل بین هسته‌ها به تولید دماهایی بالا نیاز است و پلاسما نیز باید توسط میدان‌های مغناطیسی قوی محصور شود.

دانشمندان دهه‌هاست است که برای توسعه فناوری همجوشی هسته‌ای تلاش می‌کنند تا به واسطه آن به یک منبع پاک، فراوان و ایمن انرژی متصل شوند. این فناوری به بشر امکان می‌دهد تا وابستگی خود را به سوخت‌های فسیلی که منشا اصلی بحران‌های آب و هوایی، آلایندگی و تغییرات اقلیمی در جهان خوانده می‌شوند، قطع کند.

در این میان کشورهای پیشرفته مبالغ هنگفتی را صرف تلاش برای توسعه همجوشی هسته‌ای به عنوان یک جایگزین مناسب برای دیگر منابع تولید انرژی کرده‌اند، چرا که به گفته وزارت انرژی ایالات متحده دستیابی به گداخت هسته‌ای پایدار می‌تواند به «تضمین آینده‌ی انرژی پاک» منجر شود.

با این حال همجوشی هسته‌ای در صورتی می‌تواند به صرفه و با دوام باشد که بتواند به طور مداوم برق شبکه را تامین کند. امری که دانشمندان تحقق آن را دستکم تا ۱۵ سال آینده امکان‌پذیر نمی‌بینند.

منبع: یورونیوز