مهار دمای جهنمی 200 میلیون درجه در ژاپن، خورشید به زمین آمد - وبلاگ قطب نما

به گزارش وبلاگ قطب نما، ایسنا نوشت: ژاپن راکتور هسته ای تازه خود به نام JT-60SA را با موفقیت فعال نموده است که در آن از آهن رباهای ابررسانا برای محصور کردن پلاسمای داغ در محفظه ای به شکل یک دونات استفاده می گردد.

این راکتور، بزرگترین و پیشرفته ترین راکتور در جهان است که با هدف مطالعه فیزیک انرژی همجوشی و حمایت از پروژه راکتور آزمایشی حرارتی هسته ای بین المللی به اختصار ITER در فرانسه ساخته شده و فعالیت می نماید. اولین پلاسما پس از بیش از 15 سال ساخت و آزمایش در روز 26 اکتبر 2023 به دست آمد.

پلاسما (Plasma) یکی از چهار حالت اصلی ماده است. سه حالت دیگر شامل جامد، مایع، گاز می گردد. پلاسما گاز شبه خنثی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود نشان می دهند.

• ربات های چینی که با انسان مو نمی زنند!

• قیمت باورنکردنی موبایل در کره جنوبی

• ماه چگونه به وجود آمد؟/ یک پاسخ شگفت انگیز

• شباهت جالب گوشی نو سامسونگ به آیفون

سام دیویس Sam Davis، مدیر پروژه در سازمان همجوشی برای انرژی(Fusion for Energy) می گوید: این به جهان ثابت می نماید که این دستگاه عملکرد اصلی خود را انجام می دهد.

این سازمان متعلق به اتحادیه اروپا بوده و با موسسه ملی علوم و فناوری کوانتومی ژاپن(QST) بر روی JT-60SA و برنامه های مرتبط همکاری می نماید.

راکتور JT-60SA چیست؟

این راکتور طوری طراحی شده است که پلاسما را تا 200 میلیون درجه سانتی گراد گرم می نماید و آن را برای حدود 100 ثانیه حفظ می نماید که بسیار بیشتر از توکامک های بزرگ قبلی است. توکامک نام نوعی دستگاه است که در آن محصورسازی مغناطیسی انجام می گردد.

این به محققان اجازه می دهد تا نحوه کنترل و بهینه سازی پایداری و عملکرد پلاسما را که برای دستیابی به قدرت همجوشی بسیار مهم هستند، آنالیز نمایند.

راکتور JT-60SA بعلاوه به ITER که راکتور همجوشی بین المللی غول پیکری است که در فرانسه ساخته می گردد، یاری می نماید تا نشان دهد همجوشی می تواند بیش از مصرف، انرژی فراوری کند. این راکتور بر فناوری ها و دانش عملیاتی تکیه خواهد نمود که JT-60SA آنها را آزمایش و اعتبار سنجی خواهد نمود.

به عنوان یک مصالحه برای اجازه دادن به فرانسه برای میزبانی ITER به عنوان بزرگترین آزمایش همجوشی جهان، ژاپن فرصت ساخت JT-60SA و دو تاسیسات همجوشی کوچک تر دیگر را دریافت کرد.

این بخشی از توافقنامه سال 2007 بین ژاپن و اتحادیه اروپا بود که شامل ارتقاء راکتور قدیمی JT-60 ژاپن نیز می شد که از اواسط دهه 1980 فعالیت می نماید. این راکتور به طور کامل از ابتدا بازسازی شد، اما هزینه بازسازی آن فاش نشد.

JT-60SA تقریبا نصف ارتفاع ITER را دارد. این راکتور می تواند 135 متر مکعب پلاسما را در خود جای دهد که یک ششم آن چیزی است که ITER می تواند در خود جا دهد.

به گفته آلبرتو لوارته(Alberto Loarte)، سرپرست بخش علمی ITER، انتظار می رود پلاسماهای آن اطلاعات مفیدی را برای ITER فراهم نمایند.

تاخیرها و استفاده از ایزوتوپ نادر دوتریوم

براساس گزارش ها، تکمیل این راکتور بیش از 15 سال طول کشید که بسیار بیشتر از حد انتظار بود.

قرار بود این راکتور ژاپنی در سال 2016 آغاز به کار کند اما با چالش های زیادی روبرو شد. باید بازطراحی می شد، به مسائل مربوط به تدارکات آن رسیدگی می شد و پس از زلزله توهوکو در ماه مارس سال 2011 بهبود می یافت.

سپس، در ماه مارس سال 2021، یک مشکل جدی در طول آزمایش رخ داد. یکی از سیم پیچ های مغناطیسی ابررسانا دارای اتصال کوتاه در کابل خود بود که به اتصالات الکتریکی آسیب رساند و باعث نشت هلیوم شد که می توانست بر سیستم های خنک نماینده تاثیر بگذارد.

جریان در مدار در آن موقع کم بود. هیروشی شیرای(Hiroshi Shirai)، که پروژه برای QST را رهبری می نماید، می گوید: اگر جریان بیشتر بود، می توانست خیلی بدتر باشد. ما خوش شانس بودیم.

تیم JT-60SA مجبور شدند عایق را در بیش از 100 اتصال الکتریکی تعمیر کند که این کار 2.5 سال طول کشید. این حادثه بعلاوه مهندسان ITER را در خصوص آزمایش سیم پیچ هایشان محتاط تر کرد. این حادثه در حالی رخ داد که کم ترین جریان در مدار وجود داشت.

راکتور JT-60SA یک اشکال دارد. این راکتور فقط از هیدروژن و ایزوتوپ آن دوتریوم استفاده می نماید، نه تریتیوم که شکل دیگری از هیدروژن اما قوی تر، پرهزینه تر، نادرتر و رادیواکتیوتر است. تریتیوم سوخت ترجیحی برای فراوری انرژی است، بنابراین ITER میخواهد از سال 2035 از دوتریوم-تریتیوم استفاده کند.

ژاپن بعلاوه میخواهد تا سال 2050 دمو(DEMO) را بسازد که یک نیروگاه پیشنهادی برای پر کردن شکاف بین تحقیقات JT-60SA و ITER و تجاری سازی انرژی همجوشی است.

شیرای گفت که شادمان است که می بیند رویکردهای دیگری برای انرژی همجوشی با حمایت مالی خصوصی وارد این حوزه می شوند. او گفت که حاضر است با کسانی که ایده های نوی دارند کار کند و اضافه نمود: این عالی است که افراد بیشتری در این حوزه حضور داشته باشند.

5858