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
آغاز ثبتنام کلاس اولیها از فردا/ داشتن برگه سنجش سلامت شرط ثبتنام
نشریات دانشجویی توان نشر دستاوردهای علمی دانشگاهها را در سطح ملی دارند
اخذ مجوز دانشبنیان توسط یکی از شرکتهای شکلگرفته از سازمان جهاددانشگاهی صنعتی شریف
امیدواریم بتوانیم به رزیدنتها بالای ۲۰ میلیون تومان پول پرداخت کنیم
معدل سنی اعضای هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی؛ ۵۱ سال
دومین نشست مدیران امور دانشجویی دانشگاهها و موسسات آموزش عالی در اردیبهشتماه برگزار میشود
انتصاب رییس مرکز برنامهریزی راهبردی و توسعه منابع دانشگاه شریف
انتصاب رییس مرکز برنامهریزی راهبردی و توسعه منابع دانشگاه شریف
دانشجویان آزادیخواه حامی غزه را با شرایط ویژه پذیرش میکنیم
نتایج فراخوان جذب مدرس حقالتدریس دانشگاه علمی کاربردی اعلام شد
معرفی برندگان پولیتزر ۲۰۲۴ در بخش روزنامهنگاری و کتاب
دانش بنیانهای کرمانشاه؛ چشم به راهِ احداث شهرک فناوری
مهلت تغییر محل آزمون دانشجویان پیام نور تمدید شد
راهاندازی دوره ارشد زیست فناوری در دانشگاه تربیت مدرس
ابلاغ یک مصوبه شورای عالی انقلاب فرهنگی از سوی رئیسی
آخرین مهلت ثبت نام در اولین المپیاد ورزشی فناورانه دانشجویی اعلام شد
شکستن حرمت معلم از هیچ شخصی پذیرفته نیست
ارائه یک ساعت مشاوره در مدارس به ازای هر ۱۲ دانشآموز
دستورالعمل اجرای اعطای پایههای استحقاقی اعضای هیات علمی
مشق خبرنگاری در کسوت دانشجویی/تیتر ۱۳؛ جشنوارهای برای ۳۷۰۰ عنوان نشریه دانشگاهی
نوجوانی که بعد از دعوا با نامادری، اقیانوسگَرد شد
نمایشگاه مجازی کتاب آغاز به کار کرد
انتصاب دبیرکل جدید اتحادیه انجمنهای اسلامی دانشآموزان
کارگروه تحقق فرامین رهبری در وزارت آموزشوپرورش تشکیل شد
در اردوهای فرهنگِ کار، دانشآموزان با نقش مهارتآموزی در بازار کار آشنا میشوند
کتاب قطعات موسیقی ابوالحسن صبا به چاپ دهم رسید
رازهای دوبلین در نمایشگاه کتاب رونمایی میشود
کاهش شدید دانشجو در موسسات غیرانتفاعی/ نگرانی از تعطیلی رشتهها
صد هزار نفر به جامعه معلمان اضافه خواهند شد
آغاز ثبتنام متقاضیان شرکت در آزمونهای نهایی برای ترمیم یا ایجاد سابقه تحصیلی
برگزاری اجلاس رؤسای دانشگاههای برتر ایران و روسیه به میزبانی دانشگاه تهران
علوم پایه نیازمند بودجه مناسب است/باید تصمیمات بزرگ گرفته شود
نخستین سکوی تامین مالی جمعی ارزی_ریالی کشور در اینوتکس ۲۰۲۴ رونمایی میشود
اعطای جایزه البرز دانشآموزی در آبان ماه
جهاد دانشگاهی دو هزار میلیارد تومان دانش تولید کرده است
برگزاری آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی؛ ۱۰ و ۱۱ خرداد
دانشجویان دانشگاه کمبریج هم به جمع معترضان ضد رژیم صهیونیستی پیوستند
دانشگاه آزاداسلامی در همه استانها پروژه مسکن دارد
نتایج آزمون EPT اردیبهشت دانشگاه آزاد اعلام شد
نخستین نشریه نمایه شده ایران در مطالعات مدیریت معرفی شد
ضرورت شناسایی و تعریف فناوری نرم حلال
بورسیه دانشجویان اخراج شده از دانشگاههای آمریکا
انتشارات موزه انقلاب با ۴۷ اثر چاپ اولی به نمایشگاه کتاب میآید
افشای رازهای دوبلین در نمایشگاه کتاب تهران
خواسته اصلی دانشجویان آمریکایی و اروپایی، همبستگی با ملت فلسطین است
عدم استفاده بهینه از منابع موجب کاهش بهرهوری در دانشگاهها میشود
تلاش سیا برای دزدیدن زیردریایی هستهای
پیش بینی دانشمندان درباره مرگ زمین و پایان حیات
سدان ال ۹۰ هم بومی سازی شد+عکس
خودروی شیک خارجی که نوه پژو ۴۰۵ است+عکس
برگزاری آزمون میان دوره پیش کارورزی پزشکی؛ ۱۷ خردادماه
کشف اتفاقی یک شهاب سنگ در لرستان+عکس
دانشگاه تربیت مدرس در میان برترین دانشگاههای ایران در نظام رتبهبندی سکیمگو
تشکیل کارگروهی در وزارت آموزش و پرورش برای عملیاتی کردن فرامین رهبری
شبهات دانشآموزان زیاد اما عمق کمی دارد/ برنامهریزی برای اوقات فراغت تابستان دانشآموزان
نمایشگاه کتاب تهران متعلق به جریان فرهنگ و ادب کشور است
رمان تو خواب میکاییل هستی رونمایی میشود
برگزاری مسابقه رباتیک ورزشی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر
رشتههای پزشکی براساس نیاز کشور و تعداد داوطلبین ساماندهی میشود
کمبود یک هزار عضو هیات علمی در دانشگاه فنی و حرفه ای
اجرای شیوهنامه نظام استاد شاگردی در دانشگاه آزاد اسلامی
جدول زمانبندی نقل و انتقال دانشجویان پزشکی/ آخرین مهلت ثبت نام
برای اولین بار در ایران آزمون بورسیه باهچه شهیر برگزار می شود
آگهی/ خرید بهترین تشک طبی
آزمون میان دوره پیش کارورزی پزشکی ۱۷ خردادماه برگزار میشود
شیوه نامه افزایش حقوق و دستمزد سال ۱۴۰۳ دانشگاه آزاد تشریح شد
۲۴۰ رشته محل دانشگاه آزاد در واحدهای بزرگ ادغام شد
شخصیت قصههای ایرانی بر روی پوستر نمایشگاه کتاب
شرایط دریافت وام دانشجویی چیست؟
افزایش حضور دانشگاههای ایرانی در رتبهبندی آسیایی تایمز ۲۰۲۴
کمبود ۷۰ هزار نیروی پرورشی و مشاور در مدارس
دولت سیزدهم مجدانه بهدنبال ارتقای منزلت و معیشت معلمان است
علوم پایه نیازمند بودجه مناسب است/باید تصمیمات بزرگ گرفته شود
شورای راهبردی دانشکده علوم خانواده درمسیر شکلگیری/برخی شخصیتهای حقوقی عضویت را نپذیرفتند
جذب سرباز امریه در سازمان جهاددانشگاهی صنعتی شریف
استقبال کم فرهنگیان از طرح بکارگیری دوباره بازنشستگان/ نرخ حقالتدریسها، علت عدم استقبال
حضور گروههای مردمی در فعالیتهای پرورشی
رایگان بودن مدارس سمپاد برای دانشآموزان ۴ دهک اول/ والدین تخلفات را اطلاع دهند
سرکوب دانشجویان آمریکایی حامی فلسطین با لابی رژیم صهیونیستی صورت میگیرد
نشریات دانشجویی روایتگر جنبشهای دانشجویی در حمایت از غزه باشند
بازسازی چهره زن عراقی ۷۵ هزار ساله با اسکن سه بعدی+عکس
سونی برای آدمها کولر همراه ساخت+عکس
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
تلاش سیا برای دزدیدن زیردریایی هستهای
بی ام و وانت اتوماتیک ضدخش تولید کرد+عکس
کشف اتفاقی یک شهاب سنگ در لرستان+عکس
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
زیباترین کهکشان مارپیچی که با تسکوپهای آماتوری هم دیده میشود+عکس
اطلاعات فاش شده درباره پرچمداران ۲۰۲۴ هواوی +عکس
سدان ال ۹۰ هم بومی سازی شد+عکس
جزئیات هوش مصنوعی آیفون فاش شد
پیش بینی دانشمندان درباره مرگ زمین و پایان حیات
ژاپن به دنیال اینترنت نسل ششم است
فشارهای اتحادیه اروپا عملکرد اپل را تغییر داد
چینیها از کپی تسلا رونمایی کردند+عکس
۸۰۰۰ هزار سال پیش چگونه انسانهای اولیه به این غار تاریک در فرانسه رفتند
اسپاتیفای یکی از قابلیتهای خود را بیخبر پولی کرد
۷۵ دانشگاه ایرانی در میان برترینهای آسیا در رتبهبندی تایمز
ناسا یک پیام از فضا در نزدیکی زمین دریافت کرد
ظاهر عجیب جدیدترین خودروی فراری با یک موتور ۱۲ سیلندر+عکس
اقدامات وزارت بهداشت برای افزایش امید و انگیزه دستیاران پزشکی
شیوه صحیح امر به معروف و نهی از منکر مطابق با سیره امام صادق (ع)
دمای عجیب و غریب این سیاره گازی در فضا ثبت شد
اعلام جدیدترین نتایج اعتباربخشی دانشکدههای پزشکی کشور
آمار نهایی انتخاب رشته در آزمون دکتری سال ۱۴۰۳ اعلام شد
اعلام نتایج اولیه آزمون دستیاری پزشکی در نیمه دوم خرداد
مقایسه صحنه اعتراضات دانشجویی در ایران و آمریکا
ضرورت مشارکت ذینفعان حوزه علوم انسانی در تدوین سیاستها
به تشکلهای دانشجویی گرنت اعطا میشود
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.