فناوری همجوشی هسته‌‌ای ITER در یک‌قدمی بهره‌‌برداری است

تا قبل از سال ۱۹۲۰، بشر نمی‌‌دانست میزان انرژی تولیدی در ستارگانی نظیر خورشید چقدر عظیم است. در اکتبر سال یادشده، آرتور استنلی ادینگتون، فیزیک‌‌اخترشناس انگلیسی، مقاله‌‌ای با عنوان «قانون درونی ستارگان» منتشر کرد. در این مقاله، او چنین آورد:

ستارگان به‌‌شکلی ناشناخته از ذخایری عظیمی از انرژی بهره‌‌مند هستند. بعید است ذخایر یادشده چیزی جز انرژی زیراتمی باشد که در همه‌‌ی مواد به‌‌وفور یافت می‌‌شود. در این رؤیا به‌‌سر می‌‌بریم که شاید بشر روزی بتواند نحوه‌‌ی آزادسازی و بهره‌‌برداری از این انرژی را بیاموزد.

از آن زمان تاکنون، دانشمندان تلاش مستمر خود را برای مهار این انرژی نامحدود و عاری ‌‌از کربن آغاز کردند. آن‌‌ها بیش ‌‌از ۲۰۰ رآکتور طراحی کردند تا بتوانند با برقراری ارتباط اتم‌‌های هیدروژن، انرژی حاصل ‌‌از هم‌جوشی را مهار کنند. این رؤیایی بود که همواره غیرواقعی و ناممکن و خارج ‌‌از دسترس بشر تلقی می‌‌شد. پس از آنکه معلوم شد هیچ کشوری به‌‌تنهایی یارای حل معمای این فناوری را ندارد، رونالد ریگان، رئیس‌جمهور وقت ایالات متحده‌ی آمریکا و میخائیل گورباجوف، رئیس‌جمهور وقت اتحادیه‌‌ی جماهیر شوروی، تصمیم گرفتند با ایجاد همکاری بین‌‌المللی، پژوهش‌‌های انجام‌‌گرفته در حوزه‌‌ی هم‌جوشی را سرعت بخشند.

در سال ۱۹۸۸، مهندسان طراحی رآکتور گرماهسته‌‌ای آزمایشی بین‌‌المللی (ITER) را شروع‌‌ کردند. در این مسیر، بیش‌ ‌از ۳۵ کشور جهان هزینه‌‌ی ۲۳/۷ میلیارد دلاری این پروژه را میان خود تقسیم کردند تا بتوانند اجزای گوناگون این رآکتور ۱۰ میلیون قطعه‌‌ای را بسازند. رآکتور یادشده اکنون در منطقه‌‌ی Saint- Paul-lès-Durance در جنوب فرانسه در حال مونتاژ است. گفته می‌‌شود این ماشین عظیم ۲۵،۰۰۰ تنی قرار است تا سال ۲۰۲۵ بهره‌‌برداری شود.

نمایی از یکی از تأسیسات سیم‌‌پیچ میدانی پولوئیدی متعلق ‌‌به مجموعه‌‌ی ۳۹ واحدی پروژه‌‌ی ITER. ازآنجاکه ایزوتوپ‌‌های دخیل در فرایند هم‌جوشی به دمایی تا ۱۰ مرتبه داغ‌‌تر از دمای خورشید می‌‌رسند، از دو لایه‌ی کویل مغناطیسی حلقه‌‌ای برای مهار این ایزوتوپ‌‌ها در فضای درونی رآکتور استفاده شده است. سازه‌‌ی دوناتی‌‌شکل نقره‌‌ای‌رنگی که در تصویر می‌‌بینید، محفظه‌ا‌‌ی برودتی است که تنش وارده ‌‌بر کویل‌‌ها را کنترل می‌کند.

ایزوتوپ‌‌های استفاده‌شده در فرایند هم‌جوشی شامل دوتریوم و تریتیوم خواهند بود. برای آنکه بتوان اتم‌‌ها را به گردش درون محفظه‌‌ی داخلی این ماشین دونات‌‌مانند وادار کرد، از آهن‌ربایی الکتریکی با مصرف جریانی بالغ‌بر ۱۵ میلیون آمپر استفاده شده است. درکنار این آهن‌ربای قدرتمند، از ۲۴ دستگاه ژنراتور مایکروویو و سه شلیک‌‌کننده‌‌ی ذرات (هریک با ابعاد یک کامیون) بهره گرفته شده است تا دمای ذرات به ۲۷۰ میلیون درجه‌‌ی فارنهایت (معادل ۱۵۰ میلیون درجه‌‌ی سانتی‌‌گراد) برسد و با برخورد این ذرات، بتوان انرژی حاصل ‌‌از هم‌جوشی را استخراج کرد. هنوز تضمینی وجود ندارد که تا سال ۲۰۳۵ بتوانیم با ITER انرژی هم‌جوشی را مهار کنیم؛ اما ادوارد مورس، مدرس رشته‌‌ی مهندسی هسته‌‌ای در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی، معتقد است انرژی هم‌جوشی، تنها گزینه‌‌ی دردسترس برای تأمین انرژی موردنیاز بشر در هزاره‌‌ی بعدی خواهد بود. او می‌‌افزاید:

منبع:

https://www.zoomit.ir/2020/4/22/347762/fusion-energy-iter-reactor-ready-to-shine/