گام بلند فرانسه در دستیابی به انرژی پاک: حفظ واکنش همجوشی به مدت ۲۲ دقیقه

فرانسه با برداشتن گامی بلند در رقابت جهانی برای دستیابی به انرژی همجوشی هسته‌ای، موفق شده یک واکنش پلاسمایی را برای مدت بیش از ۲۲ دقیقه پایدار نگه دارد. این دستاورد که رکوردی جدید در این عرصه محسوب می‌شود، ۱۲ فوریه (۲۴ بهمن) در رآکتور توکامک WEST وابسته به کمیسیون انرژی‌های جایگزین و انرژی اتمی فرانسه (CEA) محقق شد.

دستیابی به رؤیای تولید برق از طریق همجوشی هسته‌ای، همواره به‌عنوان جام مقدس مهندسی شناخته شده و طی ۸۰ سال گذشته آرزوی دانشمندان بوده است. تنها یک گرم از ایزوتوپ‌های هیدروژن می‌تواند انرژی معادل سوزاندن ۱۱ تن زغال‌سنگ تولید کند. بنابراین، ساخت یک راکتور همجوشی عملی، نویدبخش منبعی بی‌پایان و پاک از انرژی برای بشریت تا ابد خواهد بود.

جای تعجب نیست که میلیاردها دلار توسط دولت و صنعت برای تحقق بخشیدن به قدرت همجوشی سرمایه‌گذاری شده است. با‌این‌حال، هرچند دستیابی به همجوشی در قلب خورشید یا در یک بمب هیدروژنی نسبتاً آسان است، ساخت رآکتوری عملی که بتواند انرژی بیشتری نسبت به میزان مصرف‌شده تولید کند، چالشی بسیار پیچیده به شمار می‌رود.

CEA

نکته‌ی دشوار، صرفاً ادغام هسته‌های اتمی نیست؛ این فرآیند حتی در آزمایشگاه‌های کوچک هم قابل انجام است. مسئله‌ی اصلی، ایجاد شرایطی است که در آن واکنش همجوشی بتواند به‌طور خودپایدار ادامه پیدا کند و خروجی انرژی آن بیش از انرژی ورودی باشد. این وضعیت به معنای رسیدن به دمای بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلیون درجه‌ی سانتی‌گراد، فشاری معادل پنج تا ۱۰ برابر فشار جو در نقطه‌ی واکنش و پایدار نگه‌داشتن پلاسمای پرانرژی برای حداقل ۱۰ ثانیه است.

به‌گزارش نیواطلس،‌ به نظر می‌رسد CEA در پایداری واکنش همجوشی عملکردی فراتر از انتظار داشته است. آن‌ها موفق شدند مدت زمان پایداری را تا ۲۵ درصد بیش از رکورد چین در ژانویه ۲۰۲۵ افزایش دهند. چین در آن زمان موفق به حفظ واکنش به مدت ۱۰۶۶ ثانیه شده بود، اما در تازه‌ترین آزمایش، راکتور توکامک WEST توانست این واکنش را به مدت ۱۳۳۷ ثانیه پایدار نگه دارد.

هدف از آزمایش اخیر فقط حفظ واکنش پلاسما نبود؛ بلکه مهندسان می‌خواستند واکنش را بدون فرسایش یا آلودگی و عملکرد نادرست اجزای راکتور در تماس با پلاسمای داغ، پایدار نگه دارند.

به گفته‌ی CEA، گام بعدی ایجاد واکنش‌های طولانی‌تری است که می‌توانند به‌مدت زمان ترکیبی چندین ساعت با افزایش فزاینده‌ی دما به‌وجود آیند. اگرچه WEST هرگز به یک رآکتور تجاری واقعی تبدیل نخواهد شد، اطلاعات جمع‌آوری‌شده از آن برای بهبود نمونه‌های جاه‌طلبانه‌تر، مانند رآکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی (ITER) غول‌پیکر که در جنوب فرانسه در حال ساخت است، به‌کار خواهد رفت.

آن‌ایزابل اِتیِنور، مدیر تحقیقات بنیادی در CEA گفت: «WEST با حفظ پلاسمای هیدروژن برای بیش از ۲۰ دقیقه از طریق تزریق دو مگاوات توان گرمایی، به یک نقطه‌ی عطف فناورانه‌ی جدید دست یافته است. آزمایش‌ها با افزایش قدرت ادامه خواهند داشت. این نتیجه‌ی عالی به WEST و جامعه‌ی فرانسوی اجازه می‌دهد تا راه را برای بهره‌برداری آینده از رآکتور ITER پیش ببرند.»