راکتور هسته‌ای SMART به آینده اهداف انرژی نزدیک‌تر می‌شود

یک تیم بین‌المللی در حال ساخت یک راکتور هسته‌ای انقلابی به نام SMall Aspect Ratio Tokamak (SMART) در اسپانیا برای پاسخ به نیازهای انرژی آینده است.

تلاش‌ها موجب بحث‌برانگیز شدن در جامعه علمی شده است و پژوهشگران چندین مقاله منتشر کرده‌اند که تکنولوژی پیشرفته‌ای که SMART را به کار می‌برد، توصیف می‌کند.

بر اساس اطلاعيه مطبوعاتی آزمایشگاه فیزیک پلاسما پرینستون (PPPL)، این آزمایشگاه با دانشگاه سویا اسپانیا در طراحى و توسعه یک دستگاه همجوشی جدید همکاری می‌کند.

جک برکری، محقق اصلی همکاری PPPL با SMART بیان کرد: "پروژه SMART نمونه‌ای عالی از همکاری ما برای حل چالش‌های مربوط به همجوشی و آموزش نسل بعدی درباره آنچه که تاکنون آموخته‌ایم است."

وی اضافه کرد: "باید همه به طور مشترک این کار را انجام دهیم وگرنه به نتیجه نخواهیم رسید."

همراه با تجربه آزمایشگاه در زمینه سیستم‌های مغناطیسی و حسگرها، SMART از کدهای کامپیوتری PPPL بهره‌مند می‌شود.

بازکردن قدرت همجوشی

راکتورهای همجوشی بر اساس همان اصولی کار می‌کنند که ستاره‌ها: آنها اتم‌های هیدروژن را برای تولید هلیوم ترکیب می‌کنند و مقادیر زیادی انرژی آزاد می‌کنند.

در مقایسه با سیستم‌های انرژی هسته‌ای مبتنی بر شکافت که در حال حاضر استفاده می‌شود، همجوشی پتانسیل تولید انرژی بیشتر با زباله کمتر و خطر کمتر را دارد.

گرچه تلاش‌های قبلی منجر به مصرف بیشتر انرژی از تولید شده است، رسیدن به خروجی مثبت انرژی خالص همواره به عنوان چالشی بزرگ باقی مانده است.

وقتی تیمی از ایالات متحده توانست در سال ۲۰۲۲، ۰.۷ مگاژول انرژی تولید کند—به اندازه کافی برای راه‌اندازی یک تستر عادی به مدت تقریباً ۱۰ دقیقه—این دستاورد بزرگی محسوب می‌شد.

اگرچه انرژی همجوشی هنوز سال‌ها فاصله دارد، کارشناسان موافقند که پروژه SMART قصد دارد به آن هدف نزدیکتر شود.

SMART یک دستگاه توکاماک کروی جدید است که به بررسی احتمالات مثلثی منفی و مثبت می پردازد.

رویکرد SMART به قدرت پلاسما پایدار

با یک مقطع عرضی توکاماک و مثلثی منفی، SMART طراحی منحصر به فردی دارد.

به گفته پروفسور مانوئل گارسیا-مونوز، مثلثی منفی می‌تواند عملکرد بهتری ارائه دهد.

وی بیان کرد: "این یک تغییر جدی با عملکرد جذاب همجوشی و مدیریت قدرت برای راکتورهای کوچک همجوشی آینده است."

"مثلثی منفی سطح نوسانات کمتری در داخل پلاسما دارد و اما منطقه انحرافی بزرگتری برای توزیع بار حرارتی دارد."

ساختار جدید با سرکوب ناپایداری‌های پلاسمایی که ممکن است باعث از دست رفتن انرژی و حتی آسیب به دیوارهای راکتور هسته‌ای شود، عملکرد را بهبود می‌بخشد.

پروفesor Garcia-Munoz اعلام کرد: "ایده این بود که تکنولوژی‌های موجود را ترکیب کنیم: یک توکاماک کروی و مثلثی منفی، که SMART را اولین در نوع خود کند. به نظر می رسد این ایده فوق‌العاده‌ای بود."

محققان در حال حاضر روش‌های تشخیصی پیشرفته‌ای را برای پیگیری شرایط پلاسما در حین پیشرفت آزمایش‌ها بررسی می‌کنند.

ابزارهای ایجاد شده در ارتباط با PPPL به ارزیابی پایداری و خالصی پلاسما کمک خواهند کرد و فرایند همجوشی موثرتری را تضمین می‌کنند، به گفته اطلاعیه مطبوعاتی از روز دوشنبه.

در جستجوی راه‌حل‌های انرژی پایدار، پروژه SMART با پتانسیل خود برای انقلاب در تولید انرژی یک نور امید ارائه می‌دهد.

با امید به دستیابی به اولین پلاسما تا اواخر سال 2024، دانشمندان دانشگاه سویا خوشبین هستند. و با ادامه همکاری جهانی، هدف استفاده از انرژی همجوشی برای تامین برق نزدیک‌تر به واقعیت می‌شود.