همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: دستگاه‌هایی که برای مهار انرژی طراحی شده‌اند به‌عنوان راکتورهای همجوشی شناخته می‌شوند. تحقیقات در مورد راکتورهای همجوشی در دهه ۴۰ میلادی آغاز شد. اما تا سال ۲۰۲۴ هنوز هیچ دستگاهی به توان خالص نرسیده، اگرچه واکنش‌های مثبت خالص به‌دست‌آمده است.
راکتور همجوشی هسته‌ای در ناتینگهام
پروژه ساخت یک راکتور همجوشی هسته ای در ناتینگهام شایر به عنوان «لحظه ناسا بریتانیا» توصیف شده است. اما به‌دوراز خوش‌بینی‌هایی در خصوص، این رویداد چقدر به واقعیت نزدیک است؟
آیا وعده انرژی پاک، ارزان و مطمئن هنوز با موانع عظیم علمی مهندسی و اقتصادی مبهم و ایمن است؟
بیشتر بخوانیم :
رویایی دست یافتنی با همجوشی هسته ای
جزئیات علمی چرخه فناوری هسته‌ای در ایران
موانع افتتاح نیروگاه سابق زغال‌سنگ
نیروگاه سابق زغال سنگ وست برتون A، در نزدیکی رتفورد، در اکتبر ۲۰۲۲ به‌عنوان مکان توکامک کروی برای تولید انرژی (STEP) انتخاب شد.
بااین‌حال، حتی اگر سرمایه‌گذارانی پیدا شوند و ساخت و ساز طبق برنامه به پایان برسد، بعید است که تأسیسات قبل از سال ۲۰۴۰ افتتاح شود.
پاسخ کارشناسان
دکتر عنیقا خان، مدرس مواد هسته‌ای در دانشگاه منچستر در توضیح این فرآیند گفت: «همجوشی هسته‌ای فرآیندی است که به خورشید نیرو می‌بخشد؛ جایی که دو هسته با هم ترکیب می‌شوند و مقادیر زیادی انرژی آزاد می‌کنند. اما بازآفرینی شرایط در مرکز خورشید روی زمین یک چالش بزرگ است.
ضرورت گرم‌کردن ایزوتوپ‌های گاز هیدروژن
به گفته مدرس مواد هسته‌ای در دانشگاه منچستر ما باید ایزوتوپ‌های گاز هیدروژن را گرم کنیم تا به حالت چهارم ماده تبدیل شوند که پلاسما نامیده می‌شود.
برای اینکه هسته‌ها روی زمین با هم ترکیب شوند، ما به دمایی ۱۰ برابر گرم تر از خورشید نیاز داریم؛ یعنی چیزی حدود ۱۰۰ میلیون سانتی گراد.
همجوشی باانرژی هسته‌ای
دکتر برایان آپلبه Appelbe، محقق در زمینه همجوشی هسته‌ای در امپریال کالج لندن نیز دراین‌خصوص می‌گوید: همجوشی باانرژی هسته‌ای سنتی - شکافت - از چندین جهت اساسی متفاوت است.
به عقیده او، شکافت به معنای جداکردن عنصر سنگین است، اما همجوشی به معنای به‌هم‌ریختن عنصر سبک‌تر است. ضمن آنکه مقدار انرژی که با همجوشی آزاد می‌شود بسیار بیشتر از شکافت است.
البته عناصر مورداستفاده مانند هیدروژن، بسیار بیشتر از سوخت‌های شکافت در دسترس هستند. بعضی نیز مانند دوتریوم (نوعی هیدروژن) می‌توانند از آب دریا تامین شوند. این منبع انرژی بسیار پاک‌تری است، زیرا مواد رادیواکتیو کمتری تولید می‌کند و رادیواکتیویته است که دوام زیادی ندارد.
رشد سرمایه‌گذاری در فیوژن
به عقیده دکتر خان ما هنوز از همجوشی تجاری فاصله زیادی داریم. ساخت نیروگاه فیوژن نیز چالش‌های مهندسی و مصالح زیادی دارد. با وجود این، ما در حال پیشرفت خوبی هستیم.
ما باید تعداد زیادی از افراد را بامهارت‌های لازم برای کار در این زمینه آموزش دهیم و امیدوارم این فناوری در نیمه دوم قرن مورداستفاده قرار گیرد. اما همکاری جهانی برای دستیابی به این موضوع مهم است.
مرحله علمی توسعه همجوشی
به گفته دکتر آپلبه خبر در مورد سایت ناتینگهام شایر بسیار هیجان‌انگیز است و در حال حاضر هم پیشرفت‌های زیادی در حال انجام است، ولی ما هنوز در مرحله علمی توسعه همجوشی هستیم.
او می‌گوید: در واقع شتاب واقعی وجود دارد. ضمن آنکه من هم به غلبه بر موانع علمی برای ساخت یک نیروگاه همجوشی کارآمد خوش‌بین هستم، اما فراموش نکنیم من مهندس یا اقتصاددان نیستم؛ بنابراین تنها از جنبه کاری خود نظر می‌دهم. ضمن آنکه نمی‌خواهم هم برای آن یک‌زمان بندی تعیین کنم.
یکی از مشکلات عملی هم که انرژی هسته‌ای سنتی را تحت‌تأثیر قرار داده، مخالفت عمومی است.
تداوم واکنش همجوشی
دکتر Appelbe می‌گوید: من در کنار یک ایستگاه فیوژن زندگی می‌کنم؛ جایی که مقادیر کمی سوخت را خیلی سریع مصرف می‌کند، مقدار زیادی از سوخت نیز که برای مدت طولانی‌تری وجود دارد که منشأ برخی از حوادث مانند چرنوبیل بوده است، وجود ندارد.
این موضوع همراه با چالش تداوم واکنش همجوشی، به این معنی است که هیچ راهی وجود ندارد که بتوانید مشکلات فرار فاجعه‌باری داشته باشید.