دانشمندان یک گام به ساخت خورشید مصنوعی روی زمین نزدیک شدند

مجموعه: اخبار علمی و آموزشی

تاریخ انتشار : چهارشنبه, 23 آذر 1401 11:36

به گزارش ایسنا، وزارت انرژی ایالات متحده و اداره امنیت ملی هسته‌ای این کشور اولین دستاورد احتراق همجوشی را اعلام کردند. بنا بر گزارش‌ها، این پیشرفت می‌تواند راه را برای پیشرفت در دفاع ملی و آینده قدرت پاک هموار کند.

همجوشی هسته‌ای، یک فرآیند تولید انرژی است که انرژی خورشید را تامین می‌کند و دانشمندان به دنبال شبیه‌سازی آن روی زمین به منظور دستیابی به انرژی پاک و در عین حال بی‌پایان هستند. اما مشکل این است که تقلید از این فرآیند تاکنون انرژی بیشتری نسبت به آنچه تولید می‌کرد، مصرف می‌کرد.

در فرآیند همجوشی هسته‌ای، دو هسته سبک با هم ترکیب می‌شوند و یک هسته سنگین‌تر را تشکیل می‌دهند و مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کنند. این چیزی است که برای اولین بار در یک محیط آزمایشگاهی در تاریخ پنج دسامبر در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور(LLNL) متعلق به وزارت انرژی ایالات متحده به دست آمد.

احتراق همجوشی نقطه‌ای است که در آن یک واکنش همجوشی هسته‌ای، خودپایدار می‌شود. این زمانی اتفاق می‌افتد که انرژی حاصل از واکنش‌های همجوشی، توده سوخت را با سرعت بیشتری نسبت به مکانیسم‌های مختلفی که آن را خنک می‌کنند، گرم می‌کند. در این مرحله، انرژی خارجی مورد نیاز برای گرم کردن سوخت تا دمای همجوشی دیگر مورد نیاز نیست.

برای ایجاد احتراق همجوشی، انرژی لیزر مرکز احتراق ملی آمریکا درون یک کپسول به نام hohlraum به اشعه ایکس تبدیل می‌شود که سپس این کپسول، سوخت را فشرده می‌کند تا منفجر شود و پلاسمای با دمای بالا و فشار بالا ایجاد می‌کند.

دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در روز ۵ دسامبر، از ۱۹۲ پرتوی لیزر استفاده کردند تا در مجموع ۲.۰۵ مگاژول(MJ) انرژی فرابنفش را به یک گلوله کوچک سوخت برودتی تحویل دهند که به نوبه خود ۳.۱۵ مگاژول انرژی خروجی همجوشی تولید کرد. به عبارت دیگر، واکنش همجوشی انرژی بیشتری نسبت به مقدار انرژی لیزری که برای تحریک آن استفاده شد، تولید کرد.

دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در دهه ۱۹۶۰ این فرضیه را مطرح کردند که می‌توان از لیزر برای القای همجوشی در محیط آزمایشگاهی استفاده کرد. آنها اقدام به ساخت مجموعه‌ای از سیستم‌های لیزری قوی‌تر کردند که به تاسیسات احتراق ملی(NIF) معروف شد که برای این آزمایش همجوشی جدید استفاده شد.

تاسیسات احتراق ملی به اندازه یک ورزشگاه است که در لیورمور کالیفرنیا واقع شده است و بزرگترین و پرانرژی‌ترین سامانه لیزری جهان است. این دستگاه از پرتوهای لیزری قدرتمند برای ایجاد دما و فشار استفاده می‌کند که در هسته ستارگان و سیارات غول‌پیکر و داخل سلاح‌های هسته‌ای در حال انفجار وجود دارد.

جنیفر گرانهولم، وزیر انرژی ایالات متحده گفت: این یک دستاورد برجسته برای پژوهشگران و کارکنان تأسیسات احتراق ملی است که احتراق همجوشی را به واقعیت تبدیل کرده‌اند و این نقطه عطف بدون شک جرقه اکتشافات بیشتری خواهد بود.

وی افزود: دولت رئیس جمهور بایدن متعهد به حمایت از دانشمندان ما است که مانند تیم NIF در سطح جهانی پیشرو هستند و کارشان به ما کمک می‌کند پیچیده‌ترین و مهم‌ترین مشکلات بشریت را مانند ارائه قدرت پاک برای مبارزه با تغییرات آب و هوا حل کنیم.