چرا چین در حال ساخت یک خورشید مصنوعی است؟

وقتی به “منابع نامحدود انرژی پاک” فکر می‌کنیم، در اغلب موارد انرژی هسته‌ای اولین پاسخی است که به ذهن ما خطور می‌کند. با این حال، انرژی هسته‌ای (ناشی از شکافت هسته‌های اتم) تنها گزینه برای تامین انرژی پاک و جبران‌پذیر نیست و به منظور ایجاد و ارتقاء پایداری در انرژی می‌توان از منبع دیگری با نام “همجوشی یا گداخت هسته‌ای” بهره گرفت.

به طور کلی، می‌توان گفت که همجوشی هسته‌ای در نقطه مقابل شکافت هسته‌ای قرار دارد. در فرآیند “شکافت هسته‌ای” اتم‌ها از یک‌دیگر جدا می‌شوند و این فرآیند منجر به آزاد شدن انرژی در حجم وسیعی می‌شود. در همجوشی هسته‌ای (که به خورشید و ستارگان نیرو می‌دهد) اما این فرآیند برعکس است و در این فرآیند، دو هسته اتمی با یک‌دیگر ترکیب می‌شوند و هسته سنگین‌تری را تشکیل می‌دهند.

چین در تلاش است تا با ساخت یک مرکز علمی با نام “مرکز تحقیقات جامع فناوری همجوشی (یا به اختصار CRAFT)” در شهر هئفی (مرکز استان آن‌هوئی) به مهار نیروی خورشیدی بپردازد. به گزارش شین هؤآ (خبرگزاری رسمی این کشور) این مرکز در تلاش است تا به جمع‌آوری و یکپارچه‌سازی فناوری‌های اصلی مورد استفاده در تولید برق به واسطه انرژی همجوشی هسته‌ای اقدام کند.

تکمیل ساخت مرکز تحقیقات CRAFT تا سال 2025 میلادی

این مرکز که ملقب به نام غول افسانه‌ای “کوافو” است، به عنوان بزرگ‌ترین مرکز تحقیقاتی گداخت هسته‌ای کشور چین شناخته می‌شود. “کوافو” نام یکی از غول‌های اساطیر چینی است. این غول سعی کرد تا خورشید را به چنگ آورد، اما در نهایت در این راه جان خود را از دست داد. پیش‌تر نیز کشور چین، برخی از پروژه‌های بزرگ خود را بر مبنا اسامی غول‌های افسانه‌ای و باستانی؛ نام‌گذاری کرده بود. به عنوان مثال، این کشور یک رصدخانه خورشیدی فضایی با نام مستعار “کوافو 1” را در ماه اکتبر سال 2022 میلادی راه‌اندازی کرد.

تصاویر منتشر شده در خبرگزاری شین هؤآ، یک محفظه خلاء دوناتی شکل که در آن آزمایش‌های همجوشی هسته‌ای صورت می‌گیرد؛ را به تصویر می‌کشند. شایان ذکر است که پیش‌تر نیز، در استان آن‌هوئی، یک مرکز تأسیسات همجوشی هسته‌ای به نام “توکاماک ابررسانای پیشرفته تجربی (EAST)” احداث شده بود. مرکز EAST به سبب شکستن رکوردهای تولید انرژی همجوشی، از شهرت قابل توجهی برخوردار است.

به گزارش خبرگزاری SCMP در داخل تاسیسات همجوشی هسته‌ای EAST نیز یک راکتور ابر‌رسانا مغناطیسی انرژی همجوشی به شکل دونات وجود دارد. این راکتور قادر است با استفاده از میدان‌های مغناطیسی، پلاسما را در دما‌های بسیار بالا محدود سازد. به گزارش نیوزویک، در ماه دسامبر سال 2021 میلادی، تاسیسات EAST از تولید پلاسما با درجه 120 میلیون درجه فارنهایت (حدود 70 میلیون درجه سانتی‌گراد) و کنترل و نگهداری آن به مدت 1056 ثانیه خبر داد.

آینده انسان‌ها در گرو انرژی پاک

در حال حاضر، گاز طبیعی و زغال سنگ به عنوان اصلی‌ترین منابع تامین انرژی در سراسر جهان به شمار می‌آیند. با این حال، به دلیل جبران نا‌پذیر بودن این منابع و زباله‌ها زیست محیطی تولید شده توسط آنان، محققان و دانشمندان در پی آنند تا با دست‌یابی به منابع انرژی پاک جبران‌پذیر، آن‌ها را با منابع جبران نا‌پذیر فعلی جایگزین نمایند.

به طور کلی، می‌توان گفت که همجوشی هسته‌ای، تجسمی از “فرآیند‌های فیزیکی‌ای که در خورشید به وقوع می‌پیوندند” را برای ما به تصویر می‌کشد. گداخت هسته‌ای قادر است تا حجم زیادی از انرژی ناشی از همجوشی هسته‌های اتم را به الکتریسیته بدل سازد. علاوه بر این، می‌توان اظهار کرد که همجوشی هسته‌ای، هیچ‌گونه زباله رادیواکتیو از خود به جای نمی‌گذارد و در حالت کلی، به اعتقاد برخی از کارشناسان، فرآیند گداخت هسته‌ای از شکافت هسته‌ای ایمن‌تر است.

به گفته خبرگزاری شین هؤآ، یک لیتر آب دریا به واسطه دربرداشتن مقدار قابل توجهی از دوتریوم (نوعی ایزوتوپ پایدار از هیدروژن) قادر است تا معادل سوزاندن 300 لیتر (79 گالن) بنزین، انرژی همجوشی هسته‌ای آزاد کند. همان طور که مشاهده می‌کنید، دانشمندان و کارکنان مرکز CRAFT، پیش از احداث این مرکز، فعالیت خود را روی پروژه‌ها و آزمایش تجهیزات این مجموعه آغاز کرده‌اند.

هو جیان‌شنگ (Hu Jiansheng) معاون مؤسسه فیزیک پلاسما در مؤسسه‌های علوم فیزیکی هئفی، در گفتگو خود با گلوبال تایمز اظهار کرد:

بنا به شواهد موجود، پیش‌بینی می‌شود که ظرف 30 تا 50 سال آینده، کشور چین از انرژی همجوشی در کاربرد‌های متنوعی بهره بگیرد.

اگرچه، در حال حاضر، تاسیسات گداخت هسته‌ای EAST در کشور فرانسه به آزمایش این فناوری برای یک راکتور در حال ساخت در ابعاد بزرگ‌تر مشغول است، اما به نظر می‌رسد که به صورت کلی، جهان به بهره‌برداری پایدار از نیرو‌های کیهانی نزدیک و نزدیک‌تر می‌شود.

منبع: InterestingEngineering