عکس |‌ این تفنگ اتمی غول‌پیکر دنیا را تغییر خواهد داد

غزل زیاری: ویدئوی عمومی شلیک این اسلحه به داخل تاسیسات شرکت را نشان می دهد. اعضای تیم داده‌های حسگرهای تفنگ را از فضای امنی که با دیوار بتنی ضخیم جدا شده بود، بررسی کردند. هر شلیک آزمایشی از این تفنگ، جهان را یک قدم به منبعی بالقوه بی‌نهایت انرژی خالص نزدیک‌تر می‌کند.

این اسلحه فولادی غول پیکر پیستونی با سرعت بالا را با 3 کیلوگرم باروت شلیک می کند. پیستون به داخل لوله تفنگ جمع می شود و گاز هیدروژن فشرده شده را حرکت می دهد، پیستون وارد قسمتی هرمی شکل می شود که قبل از انفجار گاز را در فضای فلزی پراکنده می کند. این شلیک پرتابه را با سرعت 25000 کیلومتر در ساعت به داخل یک محفظه خلاء شلیک می کند و در آنجا با سوخت همجوشی هسته ای هدف برخورد می کند و به طور موقت شرایطی را ایجاد می کند که هسته ها بتوانند با یکدیگر برخورد کنند.

به گفته تیم First Light Fusion، این کشتی طی ده ماه با هزینه ای حدودا 1.27 میلیون دلاری طراحی و ساخته شده است و چیزی شبیه به آن در جهان وجود ندارد.

بیشتر بخوانید:

همجوشی هسته‌ای همان فرآیندی است که خورشید را تامین می‌کند و محققان بیش از 100 سال است که در تلاش برای بازآفرینی آن در زمین هستند. زیرا این واکنش بدون تولید و انتشار کربن یا محصولات جانبی رادیواکتیو انرژی بسیار بیشتری نسبت به سوخت های فسیلی ایجاد کرد.

در عین حال، سوخت مورد نیاز برای واکنش که معمولاً ایزوتوپ های هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم است را می توان به طور مصنوعی تولید کرد. بنابراین، به عنوان قدرت فیوژن، اگر بتوانیم آن را مهار کنیم، نه تنها محصولی سالم و براق خواهد بود، بلکه به وفور در دسترس خواهد بود.

اولین ظهور همجوشی نوری (معروف به همجوشی اینرسی) با رویکرد رایج‌تر و پیچیده‌تر توکاماک که در آن گاز پلاسما با استفاده از آهن‌رباهای بزرگ به گردش در می‌آید، بسیار فاصله دارد. نیک هاوکر، مدیرعامل این شرکت، معتقد است این رویکرد می تواند کل بازی را تغییر دهد. او در گفت و گو با نیوزویک گفت: من توکامک ها را یک رویکرد پیشرو در زمینه همجوشی مغناطیسی توصیف می کنم، فیزیک کاملاً شفاف و تعریف شده است.

در طول سال‌ها تحقیق و مطالعه پیرامون فناوری توکامک، موضوع اصلی این است که چگونه پلاسما انرژی خود را از دست می‌دهد. دانشمندان دریافتند که انرژی موجود در پلاسما تمایل دارد از طریق خطوط میدان مغناطیسی قوی که در واکنش جریان دارند جریان یابد و باعث خاموش شدن واکنش می شود. بنابراین، هیچ کس نمی تواند با کمک یک توکامک به انرژی خالص دست یابد.

هاوکر ادامه داد: “در شبکه انرژی ثابت شده است که همجوشی نشان داده شده است، اما راننده و راهنما، به جای لیزر، سلاح ها را در زیر زمین آزمایش کرده اند. بنابراین شواهد تجربی وجود دارد که انرژی بالا را می توان با همجوشی اینرسی تولید کرد. احساس کنید که این انتقاد از همجوشی مغناطیسی کمی بی انصافی است.” زیرا چالش هایی که در این زمینه می دانیم ناشی از اقدامات انجام شده در همجوشی مغناطیسی است و این به ما اجازه می دهد رویکردی داشته باشیم که آنها را نادیده می گیرد.

یکی از این چالش ها استفاده از خشونت شبکه ای است که در واکنش های همجوشی دخیل است. برای ایجاد همجوشی، توکامک های پلاسما باید در دمای 180 میلیون درجه فارنهایت (صد هزار درجه سانتیگراد) کار کنند. هنگامی که نوترون ها از واکنش همجوشی بیرون می آیند، به دیواره های داخلی محفظه واکنش برخورد می کنند. به گفته هاوکر، “این یکی از بزرگترین چالش های توکامک است. عمر محفظه خلاء این است که هر چند وقت یکبار نیاز به تعویض دارد. مانند پلاستیکی است که در آفتاب قرار می دهید. اتفاقی که می افتد این است که وقتی پلاستیک را در معرض قرار می دهید. خورشید برای مدت طولانی، اشعه ماوراء بنفش ساختار مواد پلاستیکی داخل را از بین می برد و وقتی در دست می گیرید، پلاستیک حل می شود. این خودش یک مشکل است.”

طراحی اولین راکتور همجوشی نوری با محافظت از دیواره های راکتور با مایعی که مواد خنثی را به دام می اندازد، از این امر جلوگیری می کند و ساختار فولادی محفظه را در معرض بمباران نوترونی کمتری در مقایسه با توکامک قرار می دهد.

BFG یک گام به سوی چشم انداز نهایی است. این شرکت در حال حاضر روی ماشین بعدی، M3 کار می‌کند که مجموعه‌ای از قابلیت‌های الکتریکی است که همگی برای استفاده از جریان الکتریکی برای تسریع پرتابه برای افزایش سرعت ضربه طراحی شده‌اند، که سیستم پیچیده‌تری نسبت به باروت بود.

انرژی همجوشی چه زمانی وارد شبکه می شود؟

هاوکر انتظار دارد که اولین راکتور همجوشی نوری در دهه 2030 برق قابل استفاده تولید کند و در دهه آینده، نیروی راکتور در شبکه خواهد بود. حال این سوال پیش می آید که یک راکتور غول پیکر چگونه است؟ هاوکر در پاسخ به این سوال گفت: من دوست دارم بگویم که این همجوشی مغناطیسی مانند یک کوره است و این فرآیند همیشه داغ است. زیرا ذرات موجود در آن دور دونات می چرخند. اما سردرگمی ذاتی بیشتر شبیه یک موتور احتراق داخلی است. “این یک فرآیند پالسی است که در آن نرخ تکرار مشاهده می شود و نیرو در هر رویداد برای بدست آوردن فرکانس الکتریسیته ضرب می شود.”

این قیاس را می توان با در نظر گرفتن اینکه موتورهای احتراق داخلی دارای شمع هایی هستند که گاز را مشتعل می کند و روند را ادامه می دهد، گسترش داد. اغلب در همجوشی اینرسی، این شمع یک لیزر است. در First Light Fusion، این یک پرتابه با سرعت بالا خواهد بود و به گفته هاوکر، این روش ارزان‌تر و ساده‌تر خواهد بود.

پرتابه همجوشی با سرعت زیاد به هدف اصابت کرد. برنامه این شرکت این است که فشار این ضربه را به حدود 1 تراپاسکال یا یک میلیون برابر بیشتر از فشار موجود در جو زمین برساند و ابری از گرما و نوترون تولید کند. سپس این گرما به جریانی از سیالات منتقل می شود که در اطراف محفظه واکنش داخلی حرکت می کنند و به مخزن آب برمی گردند و دمای آن را به بیش از 538 درجه سانتیگراد افزایش می دهند.

بیشتر بخوانید:

در یک راکتور فرضی First Light در شبکه، انتظار می‌رود که این فرآیند هر 90 ثانیه یک بار تکرار شود، البته نه به سرعت سایر گزینه‌های همجوشی اینرسی که در آن راکتورهای مبتنی بر لیزر واکنش خود را میلیون‌ها بار در ثانیه تکرار می‌کنند. با این حال، حتی یک ضربه در هر نود ثانیه برای آزاد کردن مقدار زیادی برق کافی خواهد بود. هاوکر ادامه داد: هر سپر به اندازه یک بشکه نفت انرژی ساطع می کند و به طور معمول، چگالی انرژی آن میلیون ها برابر بیشتر از یک واکنش شیمیایی است.

تا دهه آینده راه زیادی در پیش است و بحران آب و هوا مستلزم تغییرات بزرگ و بزرگی در روش‌ها و عادات مصرف انرژی ما است. این نوید تغییرات حتی بزرگتر از همجوشی در حال حاضر را به ما می دهد. جهان به فناوری انرژی جدید نیاز دارد و حتی اگر این تقاضا دیر بیاید، بهتر از هرگز نیست.

منبع: نیوزویک

5858