به نقل از مهتاب من، در تازه ترین قدم برای پیشرفت فناوری گداخت هسته‌ای، بزرگترین راکتور جهان به تازگی در ژاپن افتتاح شده است. این قدم به جستوجو هجوم عظیم اندوخته‌گذاران قسمت خصوصی برداشته شد، چون شرکت‌ها و مؤسسات دانشگاهی در سراسر جهان برای دستیابی به همجوشی هسته‌ای در مقیاس تجاری رقابت می‌کنند.

بعد از دهه‌ها تلاش ناموفق، اوضاع بعد از پیروزی سال قبل و کسب پیروزی فرد دیگر در تابستان،  خوش‌بینانه‌تر به نظر می‌رسد. این فناوری در حال جلب حمایتدولت‌ها است و آمریکا استراتژی همجوشی هسته‌ای جهانی را در اجلاس آب و هوای COP28 در امارات در ماه جاری خبرداد.

همجوشی هسته‌ای چیست؟

به نقل از oilprice، همجوشی هسته‌ای واکنشی است که در خورشید و دیگر ستارگان رخ می‌دهد. این فرآیند برای تکمیل شدن، به ادغام دو هسته سبک برای راه اندازی یک هسته سنگین‌تر نیاز دارد. این فرآیند، انرژی آزاد می‌کند چون جرم کل تک‌هسته حاصل، کمتر از جرم دو هسته مهم است و جرم باقی‌مانده به‌گفتن انرژی آزاد می‌بشود.

عکس العمل‌های همجوشی در حالت پلاسما انجام می‌بشود؛ دانشمندان برای اولین بار پتانسیل همجوشی هسته‌ای را در دهه ۱۹۳۰ بازدید کردند، اما تا همین اواخر می بود که محققان به پیشرفت‌هایی در این عرصه دست یافتند و یک قدم به گسترش فناوری همجوشی موثر نزدیکتر شدند.

اگر همجوشی هسته ای به قدر کافی در مقیاسی بزرگ به دست می‌آمد، می‌توانست انرژی پاک، ایمن و مقرون به صرفه را برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده انرژی در جهان فراهم کند. این فرآیند می‌تواند در هر کیلوگرم نزدیک به چهار برابر زیاد تر از شکافت هسته‌ای (شکل جاری تشکیل انرژی هسته‌ای) و تقریباً چهار میلیون برابر زیاد تر از سوختن نفت یا زغال سنگ انرژی تشکیل کند.

زیاد تر ماشین‌های همجوشی در حال گسترش، از دوتریوم منفعت گیری می‌کنند که می‌توان آن را با هزینه کم از آب دریا استخراج کرد. این ماشین‌ها این چنین از تریتیوم که به طور بالقوه می‌تواند از عکس العمل نوترون‌های تشکیل شده از همجوشی با لیتیوم طبیعی تشکیل بشود، منفعت گیری می‌کنند.

ژاپن؛ دارنده بزرگترین راکتور همجوشی هسته‌ای

اخیراً بزرگترین راکتور همجوشی هسته ای آزمایشی عملیاتی جهان در ناکا در شمال توکیو در ژاپن افتتاح شد. راکتور JT-60SA با ارتفاع شش طبقه از یک ظرف توکامک به شکل دونات راه اندازی شده است که حاوی پلاسمای چرخشی است که تا ۲۰۰ میلیون درجه سانتیگراد گرم می بشود.

این پروژه توسط اتحادیه اروپا و ژاپن، قبل از پروژه بزرگتر راکتور آزمایشی حرارتی هسته ای بین‌المللی (ITER) که اکنون در فرانسه در حال ساخت است، آزمایش خواهد شد. این تیم امیدوار است فرآیندی را که در خورشید اتفاق می‌افتد، با تحریک همجوشی هسته‌های هیدروژن هم‌محور به یک عنصر سنگین‌تر (هلیوم)، تکرار کند و در نتیجه انرژی به شکل نور و گرما آزاد بشود.

همجوشی هسته‌ای؛ دوستدار محیط‌زیست

این پروژه به علت بودجه زیاد، عقب ماندن از برنامه و تسلط بر چالش‌های فنی، مورد انتقاد قرار گرفته است. با این حال، اگر همجوشی هسته‌ای در این مقیاس پیروزی‌آمیز باشد، می‌تواند تبدیل گسترش راکتورهای بزرگتر و در نهایت، تشکیل انرژی پاک زیاد بشود. این پروژه توسط بیشتر از ۵۰۰ دانشمند و مهندس و ۷۰ شرکت در دو منطقه گسترش یافته است.

کادری سیمسون، کمیسر انرژی اتحادیه اروپا می‌گوید: « JT-60SA گسترش یافتهترین توکامک در جهان است که افتتاح آن نقطه عطفی برای تاریخ همجوشی است.» سیمسون معتقد است، فوژن این پتانسیل را دارد که به یک جزء کلیدی برای ترکیب انرژی در نیمه دوم قرن جاری تبدیل بشود.

تا همین اواخر، گسترش فناوری همجوشی در دست دولت‌های ایالتی و فراتر از حوزه شرکت‌های خصوصی می بود. با این حال، پیشرفت تازه در یک پروژه با بودجه دولتی آمریکا، قسمت خصوصی را تشویق به اندوخته‌گذاری در پروژه‌های همجوشی اقتصادی‌تر کرده است.

در حالی که پروژه ITER یک زمان بزرگ برای گسترش است، پیشرفت‌های اغاز سال جاری در همین عرصه نشان داد که امکان پذیر دیگر امیدوارکننده‌ترین فناوری برای همجوشی هسته‌ای نباشد. در دسامبر سال قبل، مرکز احتراق ملی یا NIF، در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور خبرداد که آزمایش همجوشی هسته‌ای را با پیروزی انجام داده است که در آن یک شات لیزری ۲.۰۵ مگاژول در قسمت دوم، ۳.۱۵ مگاژول انرژی خروجی تشکیل کرد. این اولین باری می بود که یک انرژی خالص از طریق همجوشی خارج از یک انفجار حرارتی به دست آمد.

در ژوئیه سال جاری، دانشمندان NIF پیشرفت احتراق همجوشی را تکرار کردند و بازده انرژی حتی بالاتری نسبت به دسامبر تشکیل کردند و پتانسیل عظیمی را برای شرکت‌های خصوصی در عرصه همجوشی هسته‌ای نشان دادند.

علاوه بر اندوخته گذاری خصوصی زیاد تر در این قسمت، در این ماه در نشست تغییرات اقلیمی  COP28، جان کری فرستاده آب و هوای آمریکا یک استراتژی جهانی همجوشی هسته‌ای را خبرداد. آمریکا تصمیم دارد با همکاری دیگر دولت‌ها برای پیشبرد گداخت هسته‌ای کار کند. جان کری می‌گوید: «ما روز به روز به یک حقیقت مبتنی بر همجوشی نزدیک‌تر می‌شویم و در عین حال، چالش‌های علمی و مهندسی قابل توجهی وجود دارد. تفکر دقیق و سیاست متفکرانه برای هدایت این کار حیاتی خواهد می بود.»

این اظهارات به جستوجو اظهار شراکت بین آمریکا و بریتانیا در ماه نوامبر با مقصد تسریع گسترش جهانی انرژی همجوشی صورت گرفت. انتظار می‌رود که ترکیبی از بودجه خصوصی زیاد تر و همکاری بین دولت‌ها علتپیشرفت در فناوری همجوشی هسته‌ای بشود و ما را به دستیابی به قوت زیاد و پاک نزدیک‌تر کند.