جام جم آنلاین: اخیرا راکتورهای همجوشی هسته ای بسیار مورد توجه قرار گرفته اند زیرا مزایای مهمی بر دیگر منابع انرژی دارند.
کد خبر: ۷۹۵۸۸

این راکتورها از منابع فراوانی استفاده می کنند ، تشعشع پرتو ی بالاتر از سطوح طبیعی ندارند و در مقایسه با راکتورهای اتمی فعلی زائده رادیواکتیو کمتری را تولید می کنند.
این تکنولوژِ هنوز بکار گرفته نشده است اما راکتورهای فعال واقعا خیلی با آن فاصله ندارند. راکتورهای همجوشی هسته ای اکنون در ایالات متحده و سایر کشورها درمرحله آزمایش قرار دارند.
یک ائتلاف متشکل از ایالات متحده ، روسیه ، اروپا و ژاپن در نظر دارند یک راکتور همجوشی هسته ای را تحت عنوان راکتور آزمایشی حرارتی هسته ای ( ITER ) بسازند که امکان استفاده از واکنش های همجوشی را برای ایجاد الکتریسیته را اثبات کند.

فیزیک همجوشی هسته ای: واکنش ها
راکتورهای اتمی فعلی برا ی تولید الکتریسیته از شکاف هسته ای استفاده می کنند. در این فرآیند می توان از شکافتن یک اتم و تبدیل آن به دو اتم انرژِ ی تولید کرد.
در یک راکتور هسته ای نوترون های پر انرژِی اتم های سنگین اورانیم را می شکافند و مقادیر زیادی انرژِ ی ، تشعشع و زائدات رادیواکتیو را ایجاد می کنند که مدتهای طولانی باقی می مانند.
در ادغام یا همجوشی هسته ای زمانی انرژِ ی بدست می آِید که دو اتم بهم بپیوندند و به یک اتم تبدیل شوند. در یک راکتور همجوشی ، اتم های هیدروژن باهم اتم های هلیم ، نوترون و مقادیر زیادی انرژی را تولید می کنند.
این همان نوع واکنشی است که نیروی بمب اتمی و خورشید را فارهم می سازد. در مقایسه با راکتورهای شکاف اتمی ، این راکتورها می توانند یک منبع انرژِ ی بی خطر تر ، موثر تر و پاکتر ی باشند.
انواع مختلفی از واکنش های همجوشی وجود دارد که در اکثر آنها ایزوتوپ های هیدروژن بنام دویتریوم و تری تیوم دخالت دارند.

1 - زنجیره پروتون  پروتون: این واکنش ها ، طرح اصلی واکنش همجوشی مورد استفاده بوسیله ستارگانی مانند خورشید است.
- دو جفت پروتون با هم دو اتم دویتریوم می سازند.
- هر دویتریوم با یک پروتون ترکیب شده تشکیل هلیم سه اتمی را می دهند.
- دو هلیم سه اتمی با با هم ترکیب شده تشکیل بریلیوم 6 اتمی را می دهند کهناپایدار است.
- بریلیوم ناپایدار به دو هلیم چهار اتمی تبدیل می شود.
این واکنش ها ذرات بسیار پر انرژِی (پروتون ها ، الکترون ها ، نوترینو ها ، پوزیترون ها) و تشعشات (شامل نور و پرتوهای گاما) را تولید می کنند.
2- واکنش های دویتریوم  دویتریوم: در این واکنش ها دو اتم دویتریوم با هم ترکیب شده تشکیل هلیم سه اتمی و یک نوترون را می دهند.
3- واکنش های دویتریوم  تری تیوم: یک اتم دویتریوم و یک اتم تری تیوم با هم ترکیب شده یک هلیم چهار اتمی و یک نوترون تولید می کنند. اکثر انرژی رها شده به شکل نوترون با انرژی بالاست.

شرایط ادغام هسته ای

زمانی که اتم های هیدروژن در هم ادغام می شوند ، هسته ها با هم یکی می شوند. اما پروتون ها در هر هسته همدیگر را دفع می کنند زیرا بار یکسان (مثبت) دارند.
برای رسیدن به شکاف باید شرائط خاصی را ایجاد کرد تا بر این دفع غلبه کند. در اینجا به برخی از این شرائط اشاره می شود:

- درجه حرارت بالا: دمای زیاد انرژی زیادی را به اتم های هیدروژن وارد می کند تا بر برنیروی دافعه بین پروتون ها غلبه کند.
همجوشی نیازمند حرارت بالای 100 میلیون درجه کلوین (تقریبا 6 برابر مرکز خورشید) است.
در این درجه حرارت هیدروژن یک پلاسماست و بصورت گاز نیست. پلاسما حالت پر انرژی از ماده است که در آن همه الکترون ها از اتم ها جدا شده و آزادانه حرکت می کنند.
خورشید با جرم زیاد خود و نیروی جاذبه ای که این توده را در قسمت مرکزی آن تحت فشار قرار میدهد ، فراهم می کند. برای رسیدن به این دما ، باید انرژی را از میکرویو ها ، لیزرها و ذرات یونی بدست آوریم.
- فشار بالا: با استفاده از میدان های مغناطیسی قوی ، لیزرهای قدرتمند یا پرتو های یونی بر اتم های هیدروژن فشار آورده ، این اتم ها بهم می پیوندند.
با تکنولوژی جدید تنها می توان به درجه حرارت ها و فشارهای لازم برای ادغام دویتریوم و تری تیوم دست یافت.
ادغام دویتریومبا دویتریوم نیازمند حرارت های بالاتر است که ممکن است در آینده قابل حصول باشند. نهایتا همجوشی دویتریوم  دویتریوم بهتر خواهد بود زیرا استخراج دویتریوم از آب دریا آسانتر از ساختن تری تیوم از لیتیوم است.
همچنین دویتریوم رادیواکتیو نیست و واکنش های دویتریوم  دویتریوم انرژِی بیشتر ی فراهم می کند.

newsQrCode
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰

نیازمندی ها