منبع پايان ناپذير انرژى

 

 

 

كشورهاى شركت كننده در طرح رآكتور همجوشى هسته اى (fusion)  در مورد استقرار تاسيسات مربوط به اين طرح در فرانسه به توافق رسيده اند.

اتحاديه اروپا، آمريكا، ژاپن، كره جنوبى، روسيه و چين در طرح بين المللى رآكتور تجربى حرارتى- هسته اى يا Iter مشاركت دارند و ژاپن در ابتدا اصرار داشت كه تاسيسات مربوطه كه هزينه راه اندازى آن به حدود دوازده ميليارد دلار مى رسد، در آن كشور ايجاد شود اما ظاهراً با دريافت وعده مشاركت در اجراى طرح، با انتخاب فرانسه موافقت كرده است.رقابت فرانسه و ژاپن در مورد محل ايجاد تاسيسات طرح باعث شد كه آغاز اجراى آن به مدت هجده ماه به تعويق افتد.
قرار است ۲۰ درصد از برنامه به ايجاد دويست مركز تحقيقاتى مربوط به ژاپن واگذار شود در حالى كه اين كشور تنها ۱۰ درصد از كل هزينه طرح را تقبل كرده است.

دفتر رياست جمهورى فرانسه با صدور بيانيه اى گفته است كه انتخاب اين كشور به عنوان مركز اجراى طرح به منزله موفقيتى بزرگ براى فرانسه و اتحاديه اروپا محسوب مى شود.مقامات علمى بريتانيا نيز از اين انتخاب استقبال كرده و گفته اند كه پيشرفت سريع طرح گامى بلند به سوى دستيابى به منبع بالقوه عظيمى براى توليد نيروى برق به بهاى ارزان و بدون آلوده كردن محيط زيست است.

هدف از اجراى طرح Iter تحقيقات در زمينه ساختن نخستين رآكتور همجوشى هسته اى و توليد برق در حد يك نيروگاه متعارف است كه در صورت موفقيت، اميد مى رود زمينه را براى ساخت نخستين نيروگاه از اين دست براى استفاده تجارى از آن فراهم آورد.

تاكنون تجهيزات همجوشى هسته اى تنها براى طرح هاى تحقيقاتى در معدودى از مراكز علمى جهان كاربرد داشته است.گرچه مشكلات فنى عظيمى در زمينه توليد برق با استفاده از رآكتورهاى همجوشى هسته اى وجود دارد، اما در صورت رفع اين مشكلات، جهان مى تواند به منبع كمابيش پايان ناپذيرى براى توليد انرژى دست يابد.

با اين همه، دستيابى به اين هدف در آينده نزديك بعيد به نظر مى رسد و حتى تكميل ساخت تجهيزات لازم نيز احتمالاً تا ده سال آينده ادامه خواهد داشت.در صورت موفقيت تحقيقات اوليه، توليد برق به صورت تجارى از اين شيوه احتمالاً در خلال سى و پنج سال آينده امكان پذير خواهد بود هرچند ممكن است در اين فاصله، دستاوردهاى علمى پيش بينى نشده اين مدت زمانى را كاهش دهد.

 

•توليد برق از آب
گرچه توليد برق از طريق همجوشى هسته اى همچنان از نيروى اتم براى كسب حرارت استفاده مى كند اما اين روش با نحوه كاركرد رآكتورهاى متداول كه براساس شكافت اتم (fission)  كار مى كند تفاوت اساسى دارد.

در رآكتورهاى متداول شكافت اتم، هسته يك عنصر سنگين مانند اورانيوم توسط ذرات نوترون بمباران مى شود كه در نتيجه آن، هسته اصلى تجزيه شده و ضمن شكافتن هسته و آزادسازى تعدادى نوترون و مقاديرى انرژى نيز ايجاد مى كند.همجوشى دوتريوم و تريتيوم به توليد هليوم، نوترون و انرژى منجر مى شود. 

اين روش به باقى ماندن مقاديرى پسمانده اتمى منجر مى شود كه براى مدتى بسيار طولانى راديواكتيو باقى مى ماند و اين يكى از موانع اصلى در استفاده گسترده تر از نيروى اتم در توليد برق بوده است.

روش همجوشى هسته اى به گونه اى متفاوت عمل مى كند و از لحاظ نظرى، در آن مى توان از عناصر شيميايى سبك تر از آهن استفاده كرد به نحوى كه بمباران هسته اتم به توليد عناصر سنگين تر منتهى شود.

در تكنولوژى مورد نظر در رآكتورهاى همجوش، از ايزوتوپ هاى هيدروژن استفاده مى شود كه دوتريوم و تريتيوم خوانده مى شوند.ايزوتوپ يك عنصر شيميايى از نظر ساختار اتمى با عنصر اصلى تفاوت دارد اما از نظر فعل و انفعالات شيميايى به آن شبيه است. 

هيدروژن و ايزوتوپ هاى آن داراى يك الكترون هستند اما در حاليكه هسته گاز هيدروژن تنها يك پروتون دارد، هسته هاى اتم هاى دوتريوم و تريتيوم به ترتيب يك و دو نوترون اضافى نيز دارند.در رآكتور همجوشى هسته اى، هسته هاى اتم هاى دوتريوم و تريتيوم در حرارت بسيار زياد با يكديگر برخورد مى كنند و ضمن آزاد كردن نوترون و توليد عنصر هليوم، انرژى فوق العاده اى را پديد مى آورند هرچند در نظر است در رآكتور مورد استفاده تجارى، سرانجام تنها از اتم هاى دوتريوم استفاده شود.اين فرآيند در درجه حرارت بسيار بالا به جريان مى افتد كه براى استفاده از دوتريوم به حدود يكصد ميليون درجه سانتى گراد مى رسد و براى ساير عناصر از اين مقدار بيشتر است.در اين درجه حرارت، ارتباط الكترون ها با هسته اتم قطع و عنصر مورد نظر از حالت گاز به حالت پلاسما در مى آيد.

دوتريوم به حالت طبيعى به وفور در طبيعت، از جمله در آب، وجود دارد و گرچه تريتيوم به شكل طبيعى يافت نمى شود اما توليد آن از ليتيوم، يك عنصر فلزى فراوان در سطح زمين، به سادگى امكان پذير است.
رآكتور همجوش موادى با قابليت پرتوزايى طولانى مدت برجاى نمى گذارد و از اين نظر نيز روشى امن براى استفاده در توليد انرژى است.

همجوشى هسته اى در خورشيد و ساير ستارگان به طور طبيعى جريان دارد و حرارت فوق العاده زيادى را ايجاد مى كند.

 

BBC
 

نقل از شرق