به گزارش ثریا دانشمندان توانستهاند بر یکی از بزرگترین چالشهای رآکتورهمجوشی هستهای که به قول خودشان پاشنه آشیل همجوشی هستهای بوده است، پیروز شوند.
دانشمندان توانستهاند با استفاده از سد حرارتی کم مصرف توکامک بزرگترین چالش رآکتورهای همجوشی هستهای را حل کنند. (توکامک (tokamak) یکی از گونههای مختلف از دستگاههای همجوشی محصورسازی مغناطیسی، و یکی از نامزدها برای تولید کنترل قدرت همجوشی گرما است که بیشترین تحقیق روی آن انجام شدهاست. در توکامکها، از میدانهای مغناطیسی برای محصور کردن پلاسما استفاده میشود. زیرا که هیچ ماده جامدی نمیتواند درجه حرارت بسیار بالای پلاسما را تحمل کند.)
محققان توانستند به منظور محافظت از پلاسمای همجوشی در برابر ناخالصیهای دیوارههای رآکتور، که راندمان تولید انرژی را تا حد زیادی کاهش میدهد، محیطی را ایجاد کنند که سد گرمایی نازک اطراف آن را بهینه کند.
این کشف نشان میدهد که چطور میتوان واکنشهای همجوشی را تحت شرایط مناسب کارآمدتر کرد، و چقدر این موضوع در آینده در گسترش راکتورهای همجوشی هستهای، مانند رآکتوری نظیر ITER که قرار است بزرگترین رآکتور در نوع خود باشد و در حال حاضر در فرانسه در حال ساخته شدن است، در مقیاس بزرگ مهم خواهد بود.
همجوشی هستهای چیست؟
همجوشی هستهای در واقع فنآوری است که به روش خورشید، انرژی تولید میکند: یعنی زمانی که دو اتم با آنچنان نیرویی به سمت یکدیگر پرتاب میشوند، که با هم ترکیب شده و به یک اتم واحد و بزرگتر تبدیل میشوند. در این فرآیند مقدار زیادی انرژی آزاد میشود.
همجوشی هستهای، بر خلاف شکاف هستهای (واکنش هستهای که در حال حاضر در بخش انرژی استفاده میشود)، زبالههای رادیواکتیو تولید نمیکند؛ و طبق برآورد وزارت انرژی ایالات متحده، سه تا چهار برابر انرژی بیشتری نسبت به شکاف هستهای تولید میکند، همچنین برخلاف انرژی حاصل از سوزاندن سوختهای فسیلی، دیاکسید کربنی را وارد جو زمین نمیکند. بعلاوه، همجوشی فرآیندی بسیار شکننده است که اگر در شرایط درستی انجام نگیرد، در کثری از ثانیه، خاموش میشود؛ بنابراین خطر ذوب هستهای ناشی از این واکنش وجود ندارد.
با این حال یک مشکل وجود دارد: برای ایجاد شرایط همجوشی به مقدار زیادی انرژی نیاز است و تاکنون نتوانستهایم انرژی خروجی بیشتری، نسبت به انرژی ورودی بدست آوریم؛ بنابراین تمرکزمان بر این است که واکنش را تا حد امکان ساده و کارآمد کنیم تا اتلاف انرژی را به حداقل رسانده و انرژی تولیدی را به حداکثر برسانیم.
این پیشرفت توسط اعضای سازمان انرژی اتمی بریتانیا (UKAEA) و کنسرسیوم EUROfusion که در کارخانه مشترک اروپایی (JET) در آکسفوردشایر و در محوطه دانشگاهی کولهام UKAEA کار میکنند، بدست آمده است.
این کارخانه از ماشینی به نام توکامک حلقوی استفاده میکند. وسیلهای به شکل دونات که برای مهار جریان حلقه مانند پلاسمای فوقالعاده داغ، از آهنرباهای قدرتمندی استفاده میکند.
پلاسما حالت چهارم ماده، بعد از جامدات، مایعات و گازها است. این حالت شبیه به شعله میباشد، اما بسیار داغتر از آن است. پلاسما در دماهای بسیار بالا تشکیل میشود و اساساً ترکیبی از الکترونها با بار منفی و یونهایی با بار مثبت عناصر است که در دمای بسیار داغ از هم جدا شدهاند.
همجوشی بکار گرفته شده در کارخانه JET شامل ترکیب سخت اتمهای هیدروژن با یکدیگر، تا زمان ذوب آنها است. (اگرچه در روشهای مختلف همجوشی، میتوان از عناصر مختلفی در این واکنش استفاده کرد.)
اتم هیدروژن استاندارد شما، حاوی یک ذره با بار مثبت به نام پروتون و یک ذره با بار منفی به نام الکترون است. وقتی اتمهای هیدروژن تحت گرمای بسیار شدید به پلاسما تبدیل میشوند، از الکترونهای خود جدا شده و به ذرات دارای بار مثبت به نام یون تبدیل میشوند که یکدیگر را دفع میکنند.
تحمل دماهای بسیار بالا
در خورشید، نیروهای گرانشی شدید، فشار بسیار بالایی تولید میکنند که بر این نیروی دافعه غلبه میکند. اما ایجاد چنین فشارهای بالایی بر روی زمین تقریبا غیرممکن است. بنابراین، ما باید پلاسما را تا دمایی حتی بالاتر از آنچه در JET انجام شده گرم کنیم، (شاید ۱۰ برابر گرمتر از مرکز خورشید) - تا این ذرات به معنای واقعی ایجاد همجوشی کنند.
برای مقاومت در برابر این دماهای بسیار بالا، فلزات مورد استفاده در پوشش دیوارهای داخلی دستگاه، باید دارای نقطه ذوب فوق العاده بالایی باشند. بخشی از رآکتور که در تماس مستقیم با پلاسما قرار میگیرد، «منحرف کننده» نامیده میشود که در واقع به نوعی شبیه یک سیستم اگزوز برای محفظهای است که واکنش در آن انجام میشود. این بخش از دستگاه باید مقاومترین قسمت، در برابر دماهای بالای پلاسمای همجوشی باشد.
فیلد، فیزیکدان ارشد UKAEA میگوید: «از تنگستن به عنوان ماده مناسب برای قسمت منحرفکننده استفاده میشود، زیرا بالاترین نقطه ذوب را در بین سایر فلزات دارد، و در دمای ۳۴۰۰ درجه سانتیگراد ذوب میشود.»
اگرچه تنگستن نیز مشکلات خاص خود را دارد، و UKAEA یکی از نقاط ضعف این عنصر را اینگونه توصیف میکند: وقتی پلاسمای داغ، داخل منحرفکننده جریان پیدا میکند، با دیوارهایی که از جنس تنگستن هستند واکنش نشان میدهند، و تنگستن میتواند برخی از الکترونهای خود را از دست داده و وارد پلاسما کند.
از آنجایی که اتمهای تنگستن بسیار سنگین هستند (هر اتم حاوی ۷۴ پروتون و ۷۴ الکترون است)، جدا کردن تمام الکترونهای آن بسیار سخت است. این یک مشکل بزرگ است، زیرا الکترونهایی که همچنان به تنگستن متصل میمانند، میتوانند انرژی را از الکترونهای پلاسما بگیرند، و این موضوع روند پایدار فرآیند کلی را بسیار سختتر میکند؛ و اگر حفظ این روند پایدار سخت شود، امکان دریافت مقدار انرژی بیشتر از آنچه وارد واکنش شده، به خطر میافتد.
منبع: خبر آنلاین
چهارشنبه سراسر کشور تعطیل است
لغو همه امتحانات دانشآموزان تا پایان هفته جاری/ تقویم جدید آزمونهای مدارس اعلام میشود
شهید آیت الله رئیسی یک چهره فراملی بود/ درخت انقلاب با تزریق خون شهدا تنومندتر میشود
پیام تسلیت طیبنیا در پی شهادت سید ابراهیم رئیسی
بیانیه سازمان امور دانشجویان در پی شهادت رییس جمهور ایران
احتمال تغییر زمان برگزاری نوبت دوم کنکور سراسری ۱۴۰۳
فقدان شهید آیت الله رئیسی ضایعه بزرگی برای کشور خواهد بود
تسلیت مدیر انجمن سواد رسانهای بهخاطر شهادت رییس جمهور
آرتین شبحکش به بازار آمد
جهاددانشگاهی شهادت آیتالله رئیسی و همراهانش را تسلیت گفت
تسلیت مدیر حوزههای علمیه خواهران در پی شهادت رئیس جمهور و یاران
چقدر سخت است باور نبودنت ...
هر لحظه شهادت را در چهره نورانی آیت الله رئیسی میدیدم
دانشآموزان در زمان مقرر در محل آزمون امتحانات نهایی حاضر شوند
زلفیگل: الحق که سید و سالار اخلاق و ایمان بودی
فعالیت دانشگاهها تا زمان اطلاع از طرف دولت برقرار است
برگزاری امتحانات نهایی دانشآموزان طبق برنامه
امیرعبداللهیان عنایت ویژه به موضوعات بینالملل دانشگاه شریف داشتند
پیام تسلیت سرپرست سازمان ملی سنجش و ارزشیابی در پی شهادت رئیس جمهور
خانه کتاب و ادبیات ایران شهادت رییس جمهور را تسلیت گفت
همکلاسیهای «شریف» در سوگ پدران خود
واکنش جامعه دانشگاهی به شهادت رییس جمهور و همراهان
جای خالی شهید جمهور در جلسه هیات دولت+عکس
آیت الله رئیسی الگوی شهید رجایی را دوباره برای مردم زنده کرد
پیام تسلیت خیرین مدرسهساز در پی شهادت رئیسجمهوری اسلامی ایران
روایت وزیر آموزشوپرورش از پیگیری و حل مشکل دانشگاه فرهنگیان توسط رئیسجمهور
نسخه تلخیص جامع علم کلام توماس آکوئیناس چاپ شد
لغو برخی برنامههای دانشگاه تهران در پی شهادت رییس جمهور
پیام تسلیت وزارت علوم در پی شهادت رییس جمهور
تعطیلی درس یک مرجع تقلید به دلیل شهادت رییس جمهور و همراهان ایشان
کلاسهای دانشگاه تهران تا اطلاع ثانوی دایر است
استقامت سید محرومان در حل مشکلات مردم مثال زدنی است
کلینیک صنعت پتروشیمی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر راه اندازی میشود
کلاسهای دانشگاهها فعلا برقرار است/منتظر تصمیم هیات دولت هستیم
حرکت اعتراضی دانشجویان آمریکایی، رنسانسی در جنبش دانشجویی دنیا
رئیس دانشگاه خواجه نصیرالدین شهادت رییس جمهور را تسلیت گفت
۱۰ هزار کلاس درس در اصفهان به بازسازی، بهسازی و نوسازی نیاز دارند
مدیریت خانواده» و «سبک زندگی دختران و پسران در کتابهای درسی
اعلام شهریه مدارس غیردولتی طی چند روز آینده
امتحانات دانشآموزان امروز برگزار میشود
۱۵ ایده برتر درباره محصولات دانشبنیان در همایش ملی فنآوری و نوآوری ارائه شد
سن کمتر؛ شانس بیشتر در جذب هیات علمی
پیام دانشگاه صنعتی شریف در پی بروز سانحه برای بالگرد رییس جمهور
چالشهای محققان علوم تجربی و انسانی در بررسی آیات الهی در طبیعت
فرهنگ نوآوری در بدنه دانشجویی تقویت می شود
استوری خاص صفحه اینستاگرام رئیس جمهور پربیننده شد
تصاویر واضح از بالگرد رئیس جمهور پیش از وقوع سانحه
آغاز پذیرش اسکان موقت تابستان فرهنگیان از هفته پایانی خردادماه
تخصیص ۳۵ هزار میلیارد ریال سود به اعضای صندوق ذخیره فرهنگیان
نحوه دریافت کارت آزمون امتحان نهایی از طریق پنجره ملی خدمات دولت هوشمند
ثبتنام الکترونیکی مدارس «اختیاری» است/ اعلام نحوه ثبتنام میانپایهها
تظاهراتی که دانشگاه را به قرنطینه رساند
ایجاد فرصت گفتوگو میان حاکمان و حکمیان در سومین همایش دانشگاه آزاد اسلامی
آییننامه تسهیل جذب دانشجویان بینالملل تدوین شد
انتقاد وزیر آموزش و پرورش از افراط در تفسیر مبانی قرآنی
پیام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی به همایش ملی و بینالمللی سلامت، حکمت و حکمرانی
نقش موثر روابط عمومی در ایجاد ظرفیت سازیهای عمومی در دانشگاه
راهاندازی مرکز تحقیقات علم و الهام از قرآن در دانشگاه تهران
حمید مولانا امت را به کتابفروشیها فرستاد
قصه یکروزنامهنگار از غرقشدن تایتانیک در تهران
کتاب سوغاتیهای خوراکی ایران به چاپ سوم رسید
ریشه حکمتها و ضربالمثلهای فارسی در قصههای جورواجور
جذب هیأت علمی در پژوهشگاه علوم انسانی جهاد دانشگاهی
دستورالعمل برگزاری امتحانات پایان ترم دانشگاه پیام نور اعلام شد
درس علوم و معارف دفاع مقدس باید حضوری و الزامی باشد
اعلام شرایط تحصیل دانشجویان ایرانی در دو دانشگاه قبرسی و لهستانی
گلکسی S24 FE سامسونگ به زودی معرفی میشود+عکس
دومین نسخه بتا اندروید ۱۵ با ویژگیهای جدید منتشر شد
نحوه نظارت بر شیوه نامه پذیرش دانشجوی استاد محور اعلام شد
سفر به قلب زیبایی های کیهانی
پایان میزبانی ۱۱ روزه مصلی؛ خواندیم و ساختیم
موزیلا فایرفاکس به کمک این فناوری کیفیت ویدئوها را بالاتر میبرد
نیازمند سرمایهگذاری با برنامه و غیرشعاری دولتمردان در زمینه هوش مصنوعی هستیم
جزئیات اختتامیه دومین جشنواره بینالمللی سلامت دانشجویان اعلام شد
احیای پروژههای بزرگ صنعتی در دانشگاه امیرکبیر/ آمار مهاجرت نخبگان ریشه رسانهای سیاسی دارد
تامینامنیت حوزههای آزمون نهایی با راکتفلزیاب و سیگنالیاب/تجهیز حوزهها به دوربین مداربسته
اپلیکیشن جدیدی که مخصوص معتادین به گوشی است
تغییر زمان آزمون روز اول پایههای دهم، یازدهم و دوازدهم به دلیل مشکلات سامانه کارت ورود
طلب ۱.۵ همتی شرکتهای لبنی بابت طرح شیر مدارس
تاکید وزیر علوم بر تسهیل جذب نخبگان به عنوان عضو هیاتعلمی
چطور با گوشی خود بفهمیم که ما را ردیابی میکنند؟
بنسلمان امنیت فرودگاه کلان شهر نئوم را با هوش مصنوعی تامین میکند
تصویری از گودال ۸۰۰۰ متری یخزده در مریخ ثبت شد+عکس
گوشی جدید شیائومی با نمایشگر بزرگ رونمایی شد+عکس
تصویر واقعی از آیفون ۱۶ در دست یکی از کاربران فاش شد+عکس
حرکت کثیف اپل درباره عکسهای کاربران لو رفت
ارزانترین سلاح پهپادکُش که ساخت بریتانیا است+عکس
گلکسی S25 با تراشه ۳ نانومتری و قدرت شارژدهی قوی+عکس
حقایقی درباره کهکشان راه شیری میلهای که چیزی درباره آن نمیدانید
بزرگترین فروچاله زیرآبی دنیا که باعث انقراض دایناسورها شد+عکس
آیفون16 پرومکس در باتری و شارژدهی رکوردشکن میشود
تانکهای بریتانیایی به یک وسیله عجیب مجهز شدند+عکس
بیامو قدرتمند با بدنه مخملی همه را متعجب کرد+عکس
جزئیات کیا سورنتو جدید اعلام شد+عکس
تمام اطلاعات آیفونها و آیپدها لو رفت
کشف خیره کننده دانشمندان درباره یونها همه را شگفت زده کرد
موزیلا فایرفاکس به کمک این فناوری کیفیت ویدئوها را بالاتر میبرد
قابلیت تازه اندروید که از دزدی گوشی شما جلوگیری میکند
رونمایی آمریکا از بزرگترین هواپیمای رادارگریز دنیا+عکس
ردپای تازه کشف شده انسانها در آمریکا سن این کشور را بالا برد+عکس
ارزانترین باتری مادامالعمر دنیا کشف شد+عکس
اطلاعات لو رفته تازه درباره آیفون SE اپل
کشف استخر سرپوشیده ۱۶۰۰ساله در ساحل آلبانی همه را انگشت به دهان گذاشت+عکس
خریداران Xperia ۱ VI سونی منتظر یک تغییر ویژه در صفحه نمایش باشند+عکس
منتظر شفقهای قطبی بعدی باشید
گلکسی S24 FE سامسونگ به زودی معرفی میشود+عکس
سرقت ۲۵ دلاری رمز ارز دو برادر در بلاک چین اتریوم
خبر بد OnePlus برای طرفداران این نوع گوشی
اپلیکیشن جدیدی که مخصوص معتادین به گوشی است
علت انتخاب نام Gemini برای هوش مصنوعی گوگل چه بود؟
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.