چین در یک قدمی دستیابی به منابع بی‌پایان انرژی

گجت نیوز: طبق پیش‌بینی دانشمندان چینی، این کشور تنها ۶ سال با ساخت اولین نیروگاه همجوشی هسته ای و دستیبابی به منابع بی‌پایان انرژی پاک فاصله دارد.

پروفسور پنگ شیانجوئه از آکادمی فیزیک مهندسی چین، در تاریخ ۱۸ شهریور اعلام کرد که دولت چین، ساخت بزرگ‌ترین نیروگاه پالسی جهان، واقع در چنگدو در استان سیچوان را تایید کرده است. او هم‌چنین در خلال یک گردهمایی به میزبانی اندیشکده Techxcope در پکن گفت که این کشور قصد دارد تا سال ۲۰۲۸، کار ساخت نیروگاه برق همجوشی هسته ای را به اتمام برساند.

به گزارش نشریه South China Morning، پروفسور شیانجوئه در ادامه افزود:

اشتعال همجوشی، جواهری بر روی تاج علم‌ و فناوری دنیای امروز است. تلاش ما در این جهت که اولین کشور در زمینه آزادسازی انرژی همجوشی در مقیاس انرژی باشیم، مهم‌ترین گام در راه ارائه انرژی همجوشی برای انسان‌ها خواهد بود.

همجوشی هسته ای، لقب جام مقدس منابع انرژی را به خود اختصاص داده است، زیرا با تقلید از رویدادهای طبیعی که در داخل خورشید رخ می‌دهد، انرژی بی‌پایانی را فراهم می‌کند. این فرآیند که حامل انرژی عظیمی است، از طریق برخورد اتم‌های هیدروژن برای تشکیل اتم‌های هلیوم آزاد می‌شود. این مسیر تاکنون به دلیل دمای بسیار بالا و پیچیدگی‌ ماده پلاسمای موجود در هسته راکتور، با چالش‌های متعددی همراه بوده است.

اخیرا، EurAsian Times گزارش داد که تیمی از دانشمندان کره جنوبی مدعی شده‌اند که با موفقیت، یک واکنش همجوشی هسته ای را برای اولین بار به مدت ۳۰ ثانیه در دمای بیش از ۱۰۰ میلیون درجه سانتی‌گراد ایجاد کنند.

در این میان، پکن نیز به سرعت در حال رشد، در این زمینه است و ابتکارات خود را برای تولید انرژی پاک و بی‌پایان افزایش می‌دهد. همان‌طور که گفته شد، این کشور در حال حاضر، رکورد استفاده از خورشید مصنوعی را برای واکنشی به مدت بیش از ۱۷ دقیقه در دمای ۷۰ میلیون درجه سانتی‌گراد، به خود اختصاص داده است.

براساس اطلاعات منتشر شده، شیانجوئه ۸۱ ساله، با طراحی برخی از پیشرفته‌ترین کلاهک‌های هسته‌ای کوچک برای چین، به عنوان مشاور ارشد برنامه تسلیحات هسته‌ای این کشور فعالیت داشته است.

نقش دستگاه Z-Pinch در ساخت نیروگاه همجوشی هسته ای چین

نیروگاه برق چین، به یک دستگاه موسوم به Z-Pinch متکی است که از یک پالس الکتریکی قوی برای شبیه‌سازی واکشن همجوشی یک بمب هیدروژنی استفاده می‌کند. طبق پیش‌بینی‌ها، ساخت این دستگاه تا سال 2025 در چنگدو، واقع در مرکز استان سیچوان چین به پایان خواهد رسید.

این دستگاه، توانی معادل با 50 میلیون آمپر برق را تولید خواهد کرد. این رقم تقریبا دو برابر بیش از رکوردشکنی تاسیسات برق پالسی Z محسوب می‌شود که دستگاهی مشابه در آزمایشگاه ملی Sandia در ایالات متحده است. این ماشین‌ها عموما برای تولید سلاح‌های اتمی استفاده می‌شوند و اخیرا به عنوان راهی احتمالی برای ایجاد انرژی همجوشی هسته ای مورد توجه قرار گرفته‌اند.

در طول سه دهه گذشته، قدرت‌های هسته ای، از جمله ایالات متحده، چین و روسیه، چندین دستگاه از نوع Z-Pinch را توسعه داده‌اند تا شرایط سخت مورد نیاز برای تولید سلاح‌های اتمی را مورد بازسازی قرار دهند.

این تجهیزات می‌توانند مقادیر زیادی الکتریسیته را ذخیره کرده و آن‌را در مدت نانوثانیه آزاد کنند. پالس الکتریکی می‌تواند فشار و تشعشع کافی برای دو اتم سبک‌وزن ایجاد کند تا به یک اتم سنگین‌تر تبدیل و مقداری از جرم را در قالب انرژی از دست بدهند.

با این حال، ایجاد ماشینی که بتواند توان همجوشی بیش‌تری را نسبت به ورودی تولید کند، بسیار چالش‌برانگیز بوده و هیچ‌ کشوری تاکنون موفق به انجام آن نشده است.

چین در این زمینه چه فرآیندی را به کار گرفته است؟

به گفته شیانجوئه، دانشمندان چینی تلاش خواهند کرد که یک واکنش همجوشی هسته‌ای را با استفاده از مقدار کمی از ایزوتوپ‌های هیدروژن دوتریوم و تریتیوم مشتعل کنند. آنها قصد دارند دقیقا این روش را به گونه‌ای تنظیم کنند تا انرژی پالس آزاد شده به چند صد میلیون ژول یا تقریبا برابر با یک کیسه ۲۰ کیلوگرمی تی‌ان‌تی محدود شود.

و برخلاف طرح‌های قبلی، انرژی همجوشی تاسیسات چینی برای تامین توان شبکه استفاده نمی‌شود، بلکه برای ایجاد باتلاقی از ذرات سریع که به اورانیوم، به عنوان سوخت اجزای شکافت تاسیسات برخورد می‌کند، استفاده خواهد شد.

با توجه به توضیحات ارائه شده در کنفرانس پنگ، ترکیب حاصل از همجوشی و شکافت، منجر به ساخت راکتور چینی ملقب به Z-FFR خواهد شد. ایده طراحان این است که دیواره‌های محفظه احتراق همجوشی را با اورانیوم پر کنند تا ذرات پرنده ایجاد شده در اثر انفجار را جذب کرده و آنها را به دو عنصر سبک‌تر تقسیم کند. این فرآیند مشابه با نمونه امروزی است که در نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود.