چین در شرف راه‌‌اندازی اولین خورشید مصنوعی

با پایان عملیات طراحی و ساخت راکتور همجوشی چین، دانشمندان امیدوار هستند در اوایل سال ۲۰۲۰ از این دستگاه قدرتمند بهره‌برداری کنند.

راکتور همجوشی هسته‌‌ای می‌‌تواند با شبیه‌‌سازی فرایند رخ‌‌داده درون خورشید، انرژی تولید کند.

این راکتور با نام مستعار «خورشید مصنوعی» شناخته می‌‌شود و درصورت راه‌‌اندازی موفقیت‌‌آمیز می‌‌تواند دانشمندان را یک گام دیگر به‌‌سوی انرژی پاک، ارزان و نامحدود حاصل از همجوشی هسته‌‌ای نزدیک‌‌تر کند.

ساخت راکتور HL-2M Tokamak بخشی از پروژه‌‌ی ملی ابررسانای پیشرفته‌‌ی آزمایشی توکامک محسوب می‌‌شود که از سال ۲۰۰۶ تاکنون در کشور چین جریان دارد.

در ماه حوت گذشته، یکی از مقامات رسمی سازمان ملی هسته‌‌ای چین اعلام کرد که روند ساخت راکتور HL-2M تا پایان سال میلادی جاری تکمیل خواهد شد.

بنابر گزارش آژانس خبری شین‌‌هوآ، در ماه جوزا، سیستم کویل راکتور نصب شده و از آن موقع تاکنون روند تکمیل بقیه‌‌ی قسمت‌‌های راکتور به‌‌خوبی پیش رفته است. دوآن شورو، رئیس بنیاد فیزیک جنوب‌‌غرب چین و از دست‌‌‌‌اندرکاران این پروژه طی کنفرانس انرژی همجوشی ۲۰۱۹ چین گفته است که راکتور یادشده در سال ۲۰۲۰ وارد فاز بهره‌‌برداری خواهد شد. او در حضور شرکت‌‌کنندگان این کنفرانس توضیح داده است که چگونه دستگاه جدید می‌‌تواند به دمایی بالاتر از ۲۰۰ میلیون درجه‌‌ی سیلیوس دست یابد. این دما چیزی حدود ۱۳ برابر دمای مرکز خورشید است. نسخه‌‌های قبلی از خورشیدهای مصنوعی توانسته بودند به دمای ۱۰۰ میلیون درجه‌‌ی سانتی‌‌گراد برسند؛ پیشرفتی مهم که در نوامبر سال گذشته به‌‌صورت وسیع در رسانه‌‌های چینی منعکس شد.

همجوشی هسته‌‌ای فرایندی است که انرژی‌بخش تمام ستارگانی مانند خورشید به‌‌شمار می‌‌آید. در این فرایند، دو ذره‌‌ی زیراتمی سبک‌‌تر با ترکیب با یکدیگر یک هسته‌‌ی سنگین‌‌تر را تشکیل می‌‌دهند و طی آن، مقادیر زیادی انرژی آزاد می‌‌شود. درون خورشید ما نیز با رسیدن دما به ۱۵ میلیون درجه‌‌ی سانتی‌‌گراد، روند همجوشی هسته‌‌ی اتم هیدروژن و تشکیل هلیوم آغاز می‌‌شود.

برای شبیه‌‌سازی چنین واکنش قدرتمندی روی زمین، دانشمندان باید اتم‌‌های هیدروژن را به دمایی بالای ۱۰۰ میلیون درجه‌‌ی سانتی‌‌گراد برسانند. در چنین دمایی، سوخت هیدروژنی تبدیل به پلاسما می‌‌شود. این پلاسمای داغ باید در فضایی محدود متمرکز شود. یکی از راهکارهای پیشنهادی برای رسیدن به این هدف، طراحی دستگاهی دونات‌‌شکل با نام توکامک است که در آن از میدان‌‌های مغناطیسی قدرتمندی برای پایدارسازی پلاسما و آغاز فرایند همجوشی بهره گرفته می‌‌شود. با این حال، یکی از چالش‌‌های پیش‌‌رو، امکان بروز انفجار در پلاسما و واردآمدن خسارت به بدنه‌‌ی راکتور خواهد بود. درصورت غلبه بر همه‌‌ی این چالش‌‌ها و آغاز فرایند همجوشی پایدار، هنوز هم میزان انرژی مصرفی برای ایجاد واکنش بیش‌‌تر از میزان انرژی خروجی سیستم خواهد بود.

جیمز هریسون، فیزیکدان ارشد همجوشی هسته‌‌ای از بنیاد انرژی اتمی بریتانیا (UKAEA) در مصاحبه با Newsweek می‌‌گوید که راکتور HL-2M Tokamak چین به‌‌خاطر قابلیت انعطاف در میدان مغناطیسی، با سایر انواع راکتورهای موجود متفاوت است. دانشمندان می‌‌توانند به‌‌گونه‌‌ای دستگاه را تنظیم کنند که از آسیب به بدنه‌‌ی داخلی راکتور در دماهای بالا جلوگیری شود.