گداخت هستهای یک گام مهم «به جلو برداشت»
دانشمندان آمریکایی موفق به برداشتن یک گام عمده در رقابت برای بازآفرینی گداخت هستهای در زمین شدهاند.
فیزیکدانها برای چند دهه به دنبال امکان تولید انرژی از گداخت یا همجوشی هستهای بوده اند چون نویدبخش یک منبع تقریبا بی پایان و پاکیزه انرژی است.
محققان روز سهشنبه تایید کردند توانستهاند در این فرآیند به بازدهی مثبت برسند، یعنی انرژی خروجی آزمایش گداخت از انرژی ورودی بیشتر شده.
اما کارشناسان میگویند بشر هنوز با استفاده از گداخت هستهای به عنوان یک منبع روزمره برای انرژی فاصله دارد.
این آزمایش در تاسیساتی به نام «مرکز ملی احتراق» در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا انجام شد.
دکتر کیم بودیل مدیر «ال ال ان ال» گفت: «این یک دستاورد تاریخی است… در ۶۰ سال گذشته هزاران نفر به این مسیر یاری رسانده اند و رسیدن به این نقطه نیازمند بینشی عمیق بوده.»
گداخت هستهای در تولید انرژی یک «آرمان بلند» به حساب میآید و همان فرآیندی است که به خورشید و ستارگان نیرو میبخشد.
این روش با جوش دادن دو اتم سبک کار میکند، به طوری که به یک اتم سنگینتر بدل شوند که انرژی زیادی آزاد میکند.
این خلاف فرآیند شکافت هستهای است که یک اتم سنگین را به اتمهای سبکتر تبدیل میکند. اما فناوریهای کنونی شکافت هستهای در راکتورهای اتمی باعث تولید فضولات زیادی می شود که تا مدت ها پرتوهای خطرناک ساطع می کنند بنابراین باید در جایی ایمن انبار شود.
گداخت انرژی خیلی بیشتری تولید می کند، فضولات پرتوزای آن کم است و به علاوه دوام زیادی ندارد. به علاوه این فرآیند گاز گلخانه ای تولید نمی کند و باعث تغییر اقلیم نمی شود.
اما یکی از مشکلات این است که واداشتن و نگه داشتن هسته اتم ها در کنار یکدیگر نیازمند دما و فشار خیلی بالاست. تا اینجا هیچ آزمایشی موفق به بازدهی مثبت انرژی در این فرآیند نشده بود.
مرکز احتراق ملی در کالیفرنیا یک پروژه ۳.۵ میلیارد دلاری است.
در این مرکز مقدار خیلی کمی هیدروژن در یک کپسول به اندازه دانه فلفل قرار داده میشود.
بعد از یک اشعه لیزری قدرتمند (۱۹۲-بیم) برای حرارت دادن و فشردن اتمهای هیدروژن استفاده میشود.
این لیزر آنقدر قوی است که میتواند دمای کپسول را به ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد برساند که بیش از دمای مرکز خورشید است.
تحت چنین فشاری است که کپسول شروع به فروپاشی درونی میکند و اتم های هیدروژن را جوش میدهد، فرآیندی که با آزاد شدن انرژی همراه است.
دکتر ماروین آدامز نائب رئیس برنامههای دفاعی در «سازمان امنیت اتمی ملی آمریکا» با اعلام این دستاورد گفت که لیزرهای آزمایشگاه ۲.۰۵ مگاژول انرژی وارد کپسول کردند، که در مقابل به تولید ۳.۱۵ مگاژول انرژی همجوشی منجر شد.
دکتر ملانی ویندریج، مدیر شرکت «فیوژن انرژی اینستایتس» به بی بی سی گفت: «از زمانی که معلوم شد علت اصلی درخشش خورشید همجوشی است، این موضوع مایه هیجان دانشمندان بوده. نتایج امروز واقعا ما را در مسیر تجاری کردن این فناوری قرار می دهد.»
پروفسور جرمی پی. چیتِندِن، استاد فیزیک پلاسما و از مدیران مرکز مطالعات همجوشی اینرشیال در امپریال کالج لندن آن را یک «پیشرفت واقعی» توصیف کرد.
او گفت: «این ثابت می کند که آرمان بلند تولید انرژی از گداخت هسته ای واقعا ممکن است.»
دکتر بودیل مدیر «ال ال ان ال» در مورد این سوال که چقدر طول می کشد تا با روش گداخت نیروگاه برق ساخته شود گفت که هنوز موانع عمده ای وجود دارد اما «با تلاش و سرمایه گذاری هماهنگ، چند دهه تحقیق به روی فناوری های بنیادین می تواند ما را در موقعیت ساخت چنین نیروگاه قرار دهد.»
این تخمین بهتر از ۵۰-۶۰ سالی است که دانشمندان تا پیش از این مطرح می کردند.
یکی از موانع عمده، کاهش هزینه و گسترش ابعاد انرژی خروجی از سیستم است.
در این آزمایش که میلیاردها دلار هزینه داشته انرژی کافی برای جوش آوردن ۱۵ تا ۲۰ کتری آب تولید شد.
و هرچند انرژی تولید شده از گداخت بیش از انرژی ورودی ناشی از تاباندن لیزر به اتم های هیدروژن بود، اما انرژی لازم برای تولید لیزر در این محاسبات در نظر گرفته نشده است، درحالی که این انرژی خیلی بیش از انرژی به دست آمده از آزمایش بود.