رکورد جهانی گداخت هسته ای گامی امیدوارکننده به سوی انرژی نامحدود

در آخرین عجله خود قبل از تعطیلی، یک مرد ۴۰ ساله ذوب رآکتور در بریتانیا یک رکورد جهانی جدید برای تولید انرژی به ثبت رساند – که وعده چند دهه انرژی پاک و بی حد و حصر را یک قدم به واقعیت نزدیکتر می کند.

دانشمندان در Joint European Torus (JET) – یک ماشین بزرگ و دونات شکل معروف به tokamak – رکورد ۶۹ مگاژول انرژی همجوشی را برای پنج ثانیه تولید کردند که از رکورد قبلی از ۵۹ مگاژول در سال ۲۰۲۱٫ این برابر با توان خروجی ۱۲٫۵ مگاوات است که کافی است برای تامین برق حدود ۱۲۰۰۰ خانوار

وزیر هسته ای انگلیس اندرو بووی زنگ زد آخرین پیشرفت یک “آواز قو مناسب” برای JET، که عملیات علمی خود را در پایان دسامبر ۲۰۲۳ به پایان رساند.

بیش از ۳۰۰ دانشمند و مهندس از EUROfusion، کنسرسیومی متشکل از محققان در سراسر اروپا، در آزمایش‌های مهم در سایت قبلی آزمایش همجوشی هسته‌ای در آکسفورد مشارکت داشتند..

پروفسور Ambrogio Fasoli، مدیر برنامه در EUROfusion، می دانیدd رکورد جدید انرژی “اطمینان بیشتری را در ماشین های همجوشی آینده ایجاد می کند ITERیک راکتور همجوشی ۲۲ میلیارد یورویی که در حال حاضر در فرانسه در حال ساخت است.

این فیزیکدان ایتالیایی گفت: فراتر از ثبت یک رکورد جدید، ما به چیزهایی دست یافتیم که قبلا هرگز انجام نداده بودیم و درک خود را از فیزیک همجوشی عمیق تر کردیم.

آزمایش با استفاده از فقط به دست آمد ۰٫۲ میلی گرم سوخت دوتریوم-تریتیوم. توکامک این ایزوتوپ‌های هیدروژن را می‌گیرد و آنها را در دمایی گرم‌تر از خورشید گرم می‌کند تا هسته‌های آن‌ها به هم جوش بخورند و مقادیر زیادی از آن را آزاد کنند. انرژی.

در هنگام کار، دستگاه به دمای ۱۵۰ میلیون درجه سانتیگراد رسید که به طور موقت آن را به گرم ترین نقطه در منظومه شمسی تبدیل می کند.

چرا JET تعطیل می شود؟

در سال ۱۹۵۸، زمانی که تحقیقات ایالات متحده در مورد همجوشی در جنگ جهانی دوم از طبقه بندی خارج شد، روسیه، بریتانیا، اروپا، ژاپن و ایالات متحده را به رقابت برای توسعه همجوشی برای تولید انرژی فرستاد.

بریتانیایی ها و اروپایی ها تصمیم گرفتند با هم متحد شوند و به این ترتیب، JET متولد شد. این راکتور برای اولین بار در سال ۱۹۸۳ راه اندازی شد و اولین رکورد انرژی همجوشی خود را در سال ۱۹۹۷ به ثبت رساند.

جت پیشرفته ترین رآکتور همجوشی آزمایشی جهان بود که پیش از تعطیلی ساخته شده بود. آزمایشات او برای توسعه ITER و دیگران حیاتی بود دستگاه های فیوژن برنامه ریزی شده.

بریتانیا و EUROfusion اعلام کردند که JET را امسال در سال ۲۰۱۶ تعطیل خواهند کرد، با این امید که ITER در حال حاضر راه اندازی شده باشد.

امیلیا سولانو، محقق همجوشی در آزمایشگاه ملی فیوژن اسپانیا مستقر در مادرید، می گوید: «ITER همیشه به عنوان جانشین JET دیده می شود. “اما اکنون ما با یک شکاف زمانی بزرگ بین دو آزمایش همجوشی روبرو هستیم. ما باید این شکاف را پر کنیم.

ITER فقط برای شروع تنظیم شده است واکنش های دوتریوم-تریتیوم که در ۲۰۳۵ – اگرچه قبلاً بوده است با تاخیر چندین بار.

سولانو رهبر a دادخواست در اکتبر ۲۰۲۳ علیه بسته شدن JET راه اندازی شد. ۷۵۰ امضاکننده طومار بر این باورند که از کار انداختن این طومار “یک ضربه علمی جدی” است که “تأثیر منفی” بر جامعه جهانی همجوشی خواهد داشت.

انگیزه های سیاسی نیز در بازی وجود دارد. پس از برگزیت، بریتانیا جامعه انرژی اتمی اروپا را که تامین مالی JET بود، ترک کرد. در حالی که این دو منطقه هنوز تا امسال با هم کار می کردند، بریتانیا به وضوح اعلام کرده است که به دنبال ادغام جداگانه خود است. منافع از حالا.

اواخر سال گذشته دولت انگلستان تایید شده این پروژه نقشی در پروژه بزرگ ITER که بسیاری از کشورها شامل آن هستند، ایفا نمی کند اتحادیه اروپا، روسیه، آمریکا و چین بخشی هستند.

دولت گفت: «در راستای اولویت‌های بخش همجوشی بریتانیا، بریتانیا تصمیم گرفته است به جای ارتباط با برنامه اتحادیه اروپا، استراتژی انرژی همجوشی داخلی را دنبال کند.

بریتانیا در حال حاضر در حال توسعه پروژه Spherical Tokamak برای تولید انرژی (STEP) است که یک همجوشی متصل به شبکه ۲ میلیارد پوندی است. راکتور که هدف آن تولید برق بیشتر از مصرف آن است.

تعطیلی JET از بسیاری جهات نمادی از فروپاشی روابط بین بریتانیا و جوامع علم و فناوری اروپا پس از برگزیت است. و با این حال، کاری که قبلا انجام شده است می تواند در هموار کردن راه برای تولید انرژی همجوشی پایدار در آینده حیاتی باشد.

آیا فیوژن می تواند ارائه دهد؟

نقطه عطف JET یک نقطه عطف بزرگ است، اما دانشمندان هنوز تا امکان تجاری سازی انرژی همجوشی فاصله زیادی دارند. آزمایش در دسامبر بسیار بیشتر از آنچه که تولید می‌کرد انرژی مصرف کرد و واکنش تنها برای پنج ثانیه ادامه یافت.

در حالی که یک تیم در تأسیسات احتراق ملی ایالات متحده به طرز معروفی موفق به ایجاد یک واکنش همجوشی شد که انرژی بیشتری تولید کرد بیش از آنچه که استفاده می‌کرد – فرآیندی به نام “اشتعال” – ماشین آنها عمدتاً برای آزمایش‌های کلاهک هسته‌ای طراحی شده بود، نه آن نوع انرژی همجوشی که ما برای تامین انرژی شهرها و خانه‌ها نیاز داریم.

بسیاری از چالش‌های دیگر مانند توسعه مواد مناسب برای مقاومت در برابر شرایط فوق‌گرم موجود در راکتور، پایدار نگه داشتن پلاسما و حفظ واکنش برای دوره‌های زمانی کافی برای تولید توان قابل اعتماد باقی مانده‌اند.

همان روز به عنوان نقطه عطف JET، سرویس آب و هوای اتحادیه اروپا اعلام کرد که گرمایش جهانی برای اولین بار از ۱٫۵ درجه سانتیگراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن در طول یک سال گذشته است. این یعنی ما قبلاً نتوانستیم به توافق پاریس دست یابیم.

در حالی که چشم انداز انرژی همجوشی فراوان، پاک و نامحدود مانند یک راه حل سریع برای بحران آب و هوا به نظر می رسد، ممکن است خیلی دیر باشد. عنیقا خان از دانشگاه منچستر هشدار می دهد در برابر تفسیر پیشرفت در تحقیقات همجوشی به عنوان یک راه حل ممکن برای انتقال انرژی.

او گفت: «ما در حال حاضر با ویرانی ناشی از تغییرات آب و هوایی در مقیاس جهانی روبرو هستیم دانشمند جدید. در کوتاه‌مدت، ما باید از فناوری‌های کم کربن موجود مانند شکافت و انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده کنیم، در حالی که در بلندمدت روی همجوشی سرمایه‌گذاری می‌کنیم تا بخشی از ترکیب انرژی کم کربن متنوع باشیم.»