محققان به دنبال ساخت شبیه ساز خورشید روی زمین هستند

اگر از علاقه‎مندان به مباحث فیزیک هسته‎ای باشید حتماً با روش همجوشی هسته‌ای برای شکافت اتم آشنایید. در حالیکه تصور می‎‌شود این روش به دلیل شرایط خاص مورد نیاز، به سختی روی کره زمین قابل پیاده سازی است، گروهی از محققان دانشگاه MIT اعلام کردند که پیشرفت‎های قابل توجهی در این زمینه دست پیدا کرده‎اند.

«بازتاب»؛ مهتاب جهاندار– برخلاف شکافت هسته‎ای، روشی که این روزها در نیروگاه‎های هسته‎ای برای استحصال انرژی هسته‎ای از اتم‎های اورانیم و پلوتونیوم استفاده می‎شود، روش دیگری موسوم به گداخت یا همجوشی هسته‎ای وجود دارد که در آن با ایجاد شرایط خاص، اتم شکافته شده و انرژی تولید می‎شود که هیچ آلودگی در پی ندارد.

به بیان ساده روش همجوشی هسته‎ای را می‌توان عکس شکافت هسته‎ای دانست. در این روش هسته‎های سبک مانند هیدروژن و دو ایزوتوپ آن (دوتریوم یا تریتیوم) با یکدیگر همجوشی داده شده و هسته‎های سنگین‎تر تولید می‎شوند. این انتقال با آزادسازی حجم گسترده‎ای از انرژی همراه خواهد بود که در ستاره‎ها برای تولید انرژی استفاده می‎شود.

یکی از اصول اولیه و شرایط ایجاد همجوشی هسته‎ای آن است که بتوان هسته‌های وارد شونده به واکنش را به سطح مناسبی از انرژی جنبشی رسانده تا بتوانند بر میدان الکترواستاتیکی پیرامون خود فائق آیند. در این حالت دماهای وابسته به واکنش‌‎های هسته‎ای بسیار بالا خواهد بود.

این شرایط خاص دقیقاً مانعی برای کنترل و ساخت راکتورهای همجوشی هسته‎ای است که البته در کنار میدان مغناطیسی بالا، شرایط خاصی را می‎طلبد. حرکت جدید مهندسان MIT آن است که توانسته‎اند با استفاده از آهنرباهای الکتریکی بسیار قدرتمندی که قادر به تولید میدان مغناطیسی به قدرت 20 تسلا هستند، شرایط مناسب برای گداخت را در ابعاد بسیار کوچکتری ایجاد کنند.

روش جدید ساخت آهنربای فوق قدرتمند جدید MIT به لطف استفاده از مواد رسانای جدیدی با ساختار روبان مانندی حاصل شده که ضخامتی، یک چهلم برابر ابعاد مواد مورد استفاده در آهنرباهای معمولی دارند.

در مدل‎‌های آزمایشگاهی که تا به امروز ساخته شده‎اند، همواره یک الکترومگنت (آهنربای الکتریکی) بسیار قدرتمند در مرکز راکتور گذاخت قرار گرفته است. به صورت پایه فرایند تولید انرژی خود به حالت پلاسمای بسیار داغ نیز وابسته است که باید در داخل میدان مغناطیسی بسیار قدرتمندی قرار گرفته که بتوان فرایند گداخت را به صورت امنی شروع کرد.