تکنولوژی

تصاویر شگفت‌انگیز آزمایش همجوشی در توکامک؛ پلاسمای داغ‌تر از خورشید در قاب دوربین

شرکت توکامک انرجی (Tokamak Energy) به‌تازگی فیلمی جذاب از یک آزمایش پیشرو همجوشی هسته‌ای در رآکتور توکامک منتشر کرده است. این ویدیو با استفاده از دوربین‌های رنگی فوق‌سریع ضبط شده و محفظه‌ای دونات‌شکل را نشان می‌دهد که در درون آن، ابر صورتی‌رنگی از پلاسمای هیدروژن در حال چرخش و در دمایی بالاتر از هسته خورشید قرار دارد؛ در حالی که کل این فرآیند توسط یک میدان مغناطیسی قدرتمند مهار شده است.

چرا هسته پلاسما نور مرئی ساطع نمی‌کند؟

آنچه در تصاویر به چشم می‌آید، تنها نور مرئی ناشی از لبه‌های پلاسما است. دلیل آن این است که هسته مرکزی پلاسما داغ‌ترین بخش را تشکیل می‌دهد و دمای آن آن‌قدر بالاست که در طیف نور مرئی درخشش نمی‌کند و انرژی خود را در طول موج‌های کوتاه‌تر منتشر می‌سازد.

تزریق لیتیوم؛ از دانه‌های قرمز تا هاله‌ی سبز

در گوشه‌ی بالا و راست کادر فیلم، می‌توان لحظه تزریق دانه‌های لیتیوم به داخل محفظه را مشاهده کرد. این دانه‌ها در ابتدا به صورت ذرات قرمز درخشان ظاهر می‌شوند، اما با غوطه‌ور شدن در عمق پلاسما و یونیزه شدن، به یک هاله‌ی سبزرنگ و تابان تبدیل می‌گردند. این پدیده نشان‌دهنده تعامل مستقیم مواد با محیط پلاسمایی است.

مکانیزم همجوشی در توکامک چگونه کار می‌کند؟

همجوشی هسته‌ای، منبع انرژی ستارگان از جمله خورشید است. در قلب ستاره‌ها، نیروی گرانش عظیم باعث می‌شود هسته‌های هیدروژن در محیطی فوق‌داغ پلاسمایی به هم برخورد کرده و با ادغام، حجم عظیمی انرژی آزاد کنند. بازتولید این فرآیند روی زمین چالش‌برانگیز است، زیرا گرانش ستاره‌ای در دسترس نیست. راه‌حل اصلی، استفاده از دستگاه توکامک است که با آهنرباهای ابررسانا، میدان مغناطیسی شدیدی ایجاد کرده و پلاسما را — که هیچ ماده جامدی نمی‌تواند تحمل حرارت آن را داشته باشد — در حالت معلق نگه می‌دارد.

چالش‌های سوخت‌دهی: کمیابی تریتیوم و راه‌حل لیتیوم

سوخت اصلی رآکتورهای همجوشی، ایزوتوپ‌های هیدروژن یعنی دوتریوم و تریتیوم هستند. دوتریوم اگرچه کمیاب است، اما از آب دریا قابل استخراج می‌باشد. در مقابل، تریتیوم به ندرت در طبیعت یافت شده و عمر نیمه کوتاه دارد. به همین دلیل دانشمندان برای تولید تریتیوم در محل، از تابش‌دهی به لیتیوم (معمولاً در بطانک رآکتور) بهره می‌برند تا سوخت مورد نیاز به صورت خودمختار تامین گردد.

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا