تقلید از خورشید توسط یک نیروگاه جدید همجوشی

یک نیروگاه جدید همجوشی که از خورشید تقلید خواهید کرد تا انرژی بی حد و حصر ارائه کند، وارد مرحله طراحی مفهوم شده است.

کد خبر: ۴۶۹۳۳۴

تاریخ: ۱۵ تير ۱۴۰۱ - ۱۷:۱۷

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌ای، یک کنسرسیوم اروپایی موسوم به "یورو فیوژن"(EuroFusion)، گامی مهم در مسیر طولانی ارائه‌ی همجوشی هسته‌ای بادوام و تجاری برداشته است.

یک بیانیه مطبوعاتی نشان می‌دهد که این کنسرسیوم به تازگی شروع یک مرحله پنج ساله "طراحی مفهوم" را برای نیروگاهی موسوم به "DEMOnstration" یا "DEMO" اعلام کرده است. این بدان معناست که دانشمندان حوزه‌ی همجوشی هسته‌ای در حال شروع طراحی یک نیروگاه اروپایی هستند که امیدوارند در نهایت انرژی همجوشی هسته‌ای خالص را فراهم کند.

تولید انرژی همجوشی هسته‌ای، روشی است که گفته می‌شود با ارائه انرژی بی‌پایان، به اتکای ما به سوخت‌های فسیلی پایان می‌دهد.

اساس تولید انرژی هسته‌ای در حال حاضر شکافتن هسته‌ اتم است تا هسته اتم که یک عنصر شیمیایی سنگین است به عناصر سبک‌تر شکسته شود. ولی در همجوشی، هسته‌ی دو عنصر سبک با هم ترکیب می‌شوند تا یک عنصر سنگین‌تر ایجاد شود. این موجب آزاد شدن انرژی زیاد اما با پرتوزایی(رادیواکتیویته) خیلی کم می‌شود.

برای کنترل واکنش‌های همجوشی، پلاسمای داغ را در سازه‌ای شامل رآکتورهای همجوشی هسته‌ای دوّار به نام "توکاماک"(tokamak) محصور می‌کنند.

نیروگاه گداخت هسته‌ای DEMO وارد فاز طراحی مفهوم می‌شود

همجوشی هسته‌ای واکنشی است که توسط خورشید و ستارگان برای تولید انرژی استفاده می‌شود. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که دو اتم با یکدیگر برخورد می‌کنند و هسته سنگین‌تری را تشکیل می‌دهند و در این فرآیند، مقادیر زیادی انرژی تولید می‌کنند. تا به امروز، دانشمندان تا حد زیادی این فرآیند را با رآکتورهای همجوشی هسته‌ای دوّار به نام "توکاماک"(tokamak) آزمایش کرده‌اند که از آهن‌رباهای قوی برای مهار پلاسمای سوزان مورد نیاز برای انجام این واکنش استفاده می‌کنند.

نیروگاه "DEMO" به عنوان یک توکاماک ۳۰۰ تا ۵۰۰ مگاواتی برنامه‌ریزی شده است که کنسرسیوم "یورو فیوژن" در بیانیه خود آن را به عنوان "اولین تاسیسات در نوع خود که نشان دهنده گام بعدی این فناوری بعد از آزمایش جهانی همجوشی رآکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی(ITER) است" توصیف کرده است.

این کنسرسیوم در بیانیه خود توضیح داد که مرحله طراحی مفهومی نیروگاه "DEMO" مسیری از تحقیقات علمی و مهندسی از علوم پایه در دستگاه‌های فعلی را ترسیم می‌کند تا طراحی نیروگاه همجوشی نمایشی "DEMO" قادر به تولید خالص برق در اواسط قرن حاضر باشد.

این سازمان به طور خاص تاریخ ۲۰۵۴ را به عنوان هدف خود برای ارائه انرژی همجوشی تجاری تعیین کرده است.

این نیروگاه، گذشته از هدف تولید خالص ۳۰۰ تا ۵۰۰ صد مگاوات برق، نوآوری‌های جدیدی مانند پایداری از راه دور و پرورش تریتیوم را نیز به نمایش خواهد گذاشت. پرورش تریتیوم به اپراتورها این امکان را می‌دهد که سوخت همجوشی تریتیوم را در محل تولید کنند و جزء مهمی برای عملیات همجوشی تجاری در آینده خواهد بود.

سرنخ گرفتن از بزرگترین آزمایش همجوشی جهان

"یورو فیوژن" قبل از رسیدن به مرحله طراحی مفهوم، نتایج مرحله طراحی پیش از مفهوم خود را که بین سال‌های ۲۰۱۴ و ۲۰۲۰ انجام شده، منتشر کرده است که شامل چندین حوزه از جمله تولید برق، پرورش تریتیوم و طرح‌های آهنربای قوی بود.

"جانفرانکو فدریچی" رئیس بخش فناوری "فیوژن" و "تونی دون" مدیر برنامه "یورو فیوژن" در یک بیانیه نوشتند: طراحی "DEMO" و فعالیت‌های تحقیق و توسعه در اروپا تا حد زیادی از تجربه به‌ دست‌ آمده از طراحی، صدور مجوز و ساخت و ساز رآکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی(ITER) بهره می‌برد.

با این حال، آنها هشدار می‌دهند که کار بر روی تاسیساتی مانند "DEMO" باید خیلی زود پس از افشای یافته‌های کلیدی "ITER" آغاز شود تا از دور شدن اذهان از همجوشی هسته‌ای و رفتن به سراغ صنایع دیگر جلوگیری شود.

گفتنی است که رآکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی(ITER) بزرگترین آزمایش همجوشی هسته‌ای در جهان است که در جنوب فرانسه در دست ساخت است و بخشی از همکاری بین ۳۵ کشور از جمله اتحادیه اروپا، چین، هند، ژاپن، روسیه و ایالات متحده است و هدف اصلی آن نشان دادن ایمن و تجاری بودن همجوشی هسته‌ای است.

راکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی بزرگترین طرح یک رآکتور همجوشی هسته‌ای است که تاکنون طراحی شده است و بر پایهٔ محصورسازی مغناطیسی بنیاد نهاده شده ‌است.

برای آغاز فرآیند همجوشی نیاز است که سوخت همجوشی را که از "دوتریم" و "تریتیوم" تشکیل شده، به دمای بالایی برسانیم. این دما نزدیک ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد است. یکی از روش‌های پیشنهاد شده، محصور کردن پلاسما با کاربرد میدان مغناطیسی است.

طرح ایتر در سال ۱۹۸۵ نخست در گفتگوهایی میان اتحاد جماهیر شوروی و آمریکا مطرح گردید. در سال‌های بعد، شماری دیگر از کشورها به این پروژه پیوستند و امروزه ۳۵ کشور در این پروژه فعالیت دارند.

این پروژه بزرگترین پروژه تولید انرژی از راه همجوشی هسته‌ای در دنیا است که وارد مرحله پنج ساله مونتاژ شده است. برای این کار، یک مرکز ۲۳.۵ میلیارد دلاری در "دورانس" در جنوب فرانسه در دست ساخت است. بعد از پایان این مرحله، این مرکز قادر به تولید پلاسمای فوق‌العاده داغ خواهد بود که برای تولید انرژی از راه همجوشی هسته‌ای به آن احتیاج است.

هدف این پروژه بررسی امکان تولید تجاری انرژی از راه همجوشی است. کمی بعد از پایان مونتاژ در سال ۲۰۲۵، این مرکز می‌تواند پلاسمای بسیار داغ تولید کند که شروع عملیاتی شدن پروژه خواهد بود.

بدین ترتیب اگر همه‌چیز طبق برنامه پیش برود، بشریت راه جدیدی را برای برداشت قابل اعتماد مقادیر زیادی انرژی بدون آسیب رساندن به سیاره زمین در پیش گرفته است.