همجوشی هستهای، فرایندی که ستارگان را روشن میکند، میتواند آینده انرژی جهان را متحول سازد، با استفاده از فیزیک پلاسما، دانشمندان در تلاش هستندتا این فرایند را روی زمین شبیه‌سازی کنند و به منبعی پاک و بیپایان از انرژی دست پیدا کنند.
به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : در دل ستارگان، فرایندی شگفت انگیز و قدرتمند در جریان است که انرژی لازم برای گرمایش و روشنایی جهان را فراهم میکند، این فرایند، همجوشی هستهای نام دارد و در آن، هسته‌های اتمی سبک همچون هیدروژن تحت شرایط شدید دما و فشار به هم می‌پیوندند و هسته‌های سنگین‌تر همچون هلیوم را تشکیل می‌دهند. این واکنش، مقادیر عظیمی انرژی آزاد میکند، اما چگونه می‌توان این فرایند ستارهای را روی زمین شبیه سازی کرد؟ پاسخ در فیزیک پلاسما و تلاش‌های علمی برای دستیابی به همجوشی هستهای کنترل‌شده نهفته است.
پلاسما، حالت چهارم ماده پس از جامد، مایع و گاز، گازی یونیزه شده است که در آن الکترون‌ها از هسته اتم جدا شده‌اند، این حالت از ماده در دماهای بسیار بالا ایجاد می‌شود و بیش از ۹۹ درصد از ماده مرئی جهان را تشکیل می‌دهد. پلاسما در ستارگان، شفق‌های قطبی و حتی در لامپ‌های فلورسنت وجود دارد، برای دستیابی به همجوشی هستهای، باید پلاسما را در دمای بسیار بالا (در حدود ۱۵۰ میلیون درجه سانتیگراد) نگه داشت، که این دما حتی از دمای هسته خورشید نیز بیشتر است.
همجوشی هستهای به عنوان یک منبع انرژی بیپایان و پاک شناخته می‌شود، برخلاف شکافت هستهای که در نیروگاههای هستهای امروزی استفاده می‌شود و زباله‌های رادیواکتیو تولید میکند، همجوشی هستهای هیچ زباله رادیواکتیوی تولید نمی‌کند و سوخت آن (همچون دوتریوم و تریتیوم، ایزوتوپهای هیدروژن) به وفور در طبیعت یافت می‌شود. با این حال، چالش اصلی کنترل و نگهداری پلاسما در دما و فشار بسیار بالا برای مدت زمان کافی است.
یکی از پیشرفته‌ترین پروژه‌ها در این زمینه، رآکتور ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) است که در جنوب فرانسه در حال ساخت است، ITER یک توکاماک (Tokamak) است، دستگاهی که از میدان‌های مغناطیسی قوی برای محصور کردن پلاسما در یک حلقه استفاده میکند، هدف ITER این است که برای نخستین بار انرژی خالص بیشتری از همجوشی تولید کند تا انرژی که برای راه‌اندازی فرایند مصرف می‌شود.
با وجود پیشرفتهای چشمگیر، چالش‌های فنی و علمی زیادی در مسیر دستیابی به همجوشی هستهای کنترل شده وجود دارد. از جمله این چالش‌ها می‌توان به نگهداری پلاسما در دماهای بسیار بالا، جلوگیری از ناپایداری‌های پلاسما و توسعه مواد مقاوم در برابر حرارت و تشعشعات اشاره کرد. با این حال، دانشمندان امیدوارند که با تکمیل پروژه‌هایی همچون ITER و پیشرفت فناوری‌های مرتبط، همجوشی هستهای به یک منبع انرژی عملی و پایدار تبدیل شود.
-
برچسب ها :
- انرژی پاک -
- انرژی بی پایان -
- ستارگان -
1403/03/22 12:05
1403/03/22 11:56
1403/03/22 11:46
1403/03/22 11:37
1403/03/22 11:34
1403/03/22 10:14
1403/03/22 09:34
1403/03/22 09:32
1403/03/22 08:53