کد خبر: 133631
ف
ساخت خورشید بزرگ هسته‌ای توسط امریکا+عکس
همجوشی هسته‌ای، بر خلاف شکاف هسته‌ای، 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.

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


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
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.

مخزن تحت فشار چگونه طراحی، ساخته و آزمایش می‌شود؟

حسگر مچی عرق بدن را می سنجد

پهپاد هواشناسی چندبارمصرف برای پرواز در ارتفاع ۱۰ کیلومتری

وزیر آموزش و پرورش: هیچ کودکی نباید قربانی فقر و محرومیت شود

شبکه دانش‌آموختگان سمپاد راه‌اندازی شد

عدالت آموزشی یعنی هیچ استعدادی از فرصت رشد محروم نماند

مدارس جدید بدون مناسب‌سازی افتتاح نمی‌شوند

تهران ملی‌ترین شهر ایران است

از تسخیر اذهان تا بحران حقیقت؛ بازخوانی دو اثر تازه در عصر رسانه

چرا سیدحسن حاضر بود همه فرماندهانش شهید شوند اما ایران آسیب نبیند؟

راغب از تازه‌ترین آلبوم خود رونمایی کرد؛ دنبال جذب و دفع فالوور نیستم!

ارتقای ۹ پله‌ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ارزیابی شبکه آزمایشگاهی کشور

ردپای یک متخصص امنیت سایبری کانادا در سرقت از اف بی آی

تلسکوپ جیمز وب منشأ یک انفجار سریع رادیویی دوردست را شناسایی کرد

خرابکاری جدید کلاود؛ نفوذ به وب سایت های دولتی آمریکا

ایلان ماسک یک مدیر فناوری هندی را مسخره می کند!

حمایت ۱۲۰میلیون تومانی دانشگاه امام صادق (ع) از رتبه‌های زیر ۵۰۰ کنکور

بررسی راهکارهای پذیرش دانشجویان بین‌الملل در دانشگاه الزهرا(س)

جذب رتبه‌های برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵

مهلت انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ تمدید نمی‌شود

اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوق‌العاده حقوق

نتایج نهایی پذیرش در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی اعلام شد

صدور حکم بدوی برای ۳۰ پرونده انضباطی دانشجویان؛ حکم اخراجی نداشتیم

وام دستیاری برای متاهلین و مجردین ۴۰ و ۳۰ میلیون تعیین شد

جدیدترین آمار انتخاب رشته در کنکور ۱۴۰۵؛ فردا آخرین فرصت انتخاب رشته

افزایش چشمگیر کاربران وفادار به سکوهای ایرانی؛ خدمات سکوها پایدار شد

ترکیه دسترسی کودکان زیر ۱۵ سال به شبکه‌های اجتماعی را ممنوع کرد

آغاز آنلاین مشاوره و آموزش سلامت روان؛ خدمات سلامت روان با زبان نسل زد

شیوه جدید پذیرش دانشجو در دوره های «هم‌آموز» کلید خورد

تأکید بر توسعه بازرسی‌های پیشگیرانه و داده‌محور در وزارت ارتباطات

مجلات نمایه‌شده SCIE و ESCI در ارزشیابی مقالات دارای اعتبار ISI هستند

اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور

تعلیق برنامه گرین‌کارت مایکروسافت

ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵

مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد

تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر

مخاطرات ورود هوش مصنوعی به کلاس‌های درس

اوپن ای آی میزان استفاده روزانه نوجوانان از چت بات را اعلام کرد

بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد

رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه‌ انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

شرایط خوابگاهی دانشگاه‌های کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

تحلیل وزیر آموزش و پرورش از نقش فراجا در تأمین امنیت کشور

مجتبی جباری به «هم‌کلام» می‌آید

اختتامیه رویداد ملی «همچو سرو» برگزار شد

«پپا»، همراه کوچک کودکان در یک روز پرماجرا

روایت ۸۰ روز زندگی یک خبرنگار در دل جنگ غزه، منتشر شد

وقتی صدای جمع، صدای عقل را خاموش می‌کند

برگزاری نشست تخصصی «مبانی الهیاتی و اجتماعی جان‌فدا» در تهران

کاظمی:تعطیلی احتمالی مدارس بر اساس شرایط هر منطقه تعیین می‌شود

مشاوران مبعوث؛ پیشگامان هدایت آگاهانه و انتخاب رشته کنکور

آرشیو الکترونیکی ۲۱ هزار عنوان کتاب درسی از سال ۱۳۳۰

آموزش قرآن در برنامه‌درسی ملی باید مورد توجه قرار گیرد

چهار فضانورد اسپیس ایکس به زمین باز می‌گردند

برندگان نوبل شیمی معرفی شدند

آیا الگوریتمها شخصیت مارا می‌سازند؟

تحلیلی بر مناسبات فقه و تاریخ دوره نبوی

گفتن حقیقت درباره صاحبان قدرت، چه از سوی حوزه و چه قضا، هزینه دارد

بخل از کجا می‌آید؟؛ گنجی که صاحبش را نگهبان ترس می‌کند

«حیوانات» بن افلک بدترین نقدها را گرفت؛ فاجعه بود!

چین و عربستان هم آمدند؛ ۹۸ کشور در رقابت بهترین فیلم بین‌المللی اسکار

غزل شاکری و سیامک صفری به تالار وحدت می‌آیند؛ اجرای اقتباسی از «ویتسک»

داریوش عیاری فیلمبردار سینما درگذشت

حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد

ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر

نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید

آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد

تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم

دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند

آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده

مدیر ناسا: یوفوها می‌توانند یک «لحظه اسپوتنیک» باشند

«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵

واتس‌اپ ورود کاربران با سیستم‌عامل قدیمی را مسدود می‌کند

کشف سیاره ای که از خاکستر ستاره اش متولد شد

اوپن ای آی ویکی مدیا را هم هک کرد

رتبه ۶ کنکور: جنگ را مدیریت کردم، نه اینکه تسلیمش شوم

وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم

ارتقای کیفیت آموزشی اولویت مدارس غیردولتی است

توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه

قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران

سرپرست صندوق ذخیره فرهنگیان منصوب شد

ثبت نام در رشته‌های بدون آزمون‌ کنکور ۱۴۰۵ آغاز شد

رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه‌ انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

حضور ۸۹ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی دانشگاه‌های جهان تایمز ۲۰۲۷

دیار: نخستین همکاری شهرام ناظری و تهمورس پورناظری

آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد

آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده

آغاز انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵؛ لزوم دریافت رسید انتخاب رشته

توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه

اسپانیا و پرتغال مقصد جدید اعضای هیئت علمی برای فرصت‌ مطالعاتی

پیشنهاد برای ساخت فصل دوم سریال «اکسیر»؛ بازخورد خوبی گرفتیم

نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید

مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد

توافق مجلس و شورای عالی انقلاب فرهنگی برای بررسی سهمیه‌های کنکور

بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد

کمک اربعین به بازتولید حافظه تاریخی مقاومت و سرمایه اجتماعی فراملیتی

قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران

دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند

جستارهایی در فلسفه علوم حکمی کتاب شد

ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر

«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵

سید حسن نصرالله رهبران جنبش‌های آزادی‌بخش را تحت‌تأثیر قرار داد

حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد

دیوارنگاره میدان جهاد به رنگ پایتخت درآمد

علت لغو کنسرت علیرضا قربانی در شاندیز چه بود؟

برندگان نوبل پزشکی ۲۰۲۶ معرفی شدند؛ کنترل سلول‌های عصبی با نور

تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم

دوازدهمین شماره «خردورزی» با پرونده‌ای درباره نسل نو منتشر شد

هوش مصنوعی کسب وکار یابندگان باگ های نرم افزاری را کساد کرد

تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر

ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵