شرکت آمریکایی برای تسریع فیوژن بدون پلاسما در دماهای پایین با بودجه جدید
با افزایش نیاز جهانی به انرژی، هم مؤسسات دولتی و هم شرکت‌های خصوصی تلاش‌های خود را به سمت فیوژن هسته‌ای افزایش داده‌اند.
آخرین خبری که در این حوزه توجه زیادی را به خود جلب کرده، Acceleron Fusion، یک استارت‌آپ است که بر روی انرژی فیوژن کاتالیستی میون کار می‌کند. این شرکت فیوژن انرژی به تازگی موفق به دریافت ۲۴ میلیون دلار بودجه برای توسعه یک روش انقلابی در تولید انرژی پاک شد.
این بودجه پس از دستیابی به یک مرحله‌ی فنی مهم توسط Acceleron در ماه اکتبر فراهم شد.
این شرکت با موفقیت رآکتور آزمایشی فیوژن خود را با سوخت دوتریم-تریتیوم (DT) بسیار فشرده به مدت ۲۸ ساعت متوالی راه‌اندازی کرد، که پس از بیش از ۱۰۰ ساعت آزمون با دوتریم انجام شد.
این موفقیت نشان‌دهنده‌ی پیشرفت قابل‌توجهی در راستای اثبات قابلیت فیوژن کاتالیستی میون به عنوان یک منبع انرژی پاک و فراوان است.
فیوژن کاتالیستی میون یک روش متفاوت ارائه می‌دهد
Acceleron Fusion راهی متفاوت از بسیاری از شرکت‌های دیگر که بر روی انرژی فیوژن کار می‌کنند را در پیش گرفته است.
آن‌ها از دماهای بسیار بالا که در آزمایشات فیوژن رایج است استفاده نمی‌کنند. در عوض، Acceleron روشی را توسعه می‌دهد که از دماهای پایین‌تر استفاده می‌کند. این روش از ذرات خاصی به نام میون‌ها استفاده می‌کند.
میون‌ها مشابه الکترون‌ها هستند، اما حدود ۲۰۰ بار سنگین‌ترند. این میون‌ها هنگامی که پروتون‌ها و نوترون‌ها برخورد کرده و ذراتی به نام پیون ایجاد می‌شود که سپس به میون‌ها تلاشی می‌کنند تولید می‌شوند.
میون‌ها می‌توانند به‌طور مصنوعی با شلیک پرتوی یونی از یک شتاب‌دهنده ذرات به یک هدف که معمولاً از کربن یا فلز ساخته شده، تولید شوند.
هنگامی که یک پرتوی میون به یک گلوله فشرده‌شده‌ی دوتریم و تریتیوم (سوخت‌های رایج فیوژن) هدایت می‌شود، میون‌ها واکنش‌های فیوژن را در دماهایی بسیار پایین‌تر از آن‌چه در رآکتورهای فیوژن سنتی لازم است تسهیل می‌کنند. این چیزی است که Acceleron سرآمدی در آن را دارد.
Acceleron الزامات دمای بالا را بدون مشکل برطرف می‌کند
رویکردهای فیوژن سنتی، مانند محصورسازی مغناطیسی و محصورسازی لختی، نیاز به حرارت زیاد دارند تا پلاسما ایجاد کنند. این پلاسما سپس باید با آهنرباها یا لیزرهای قدرتمند محصور شود، که پیچیده و انرژی‌بر است.
فناوری Acceleron این الزامات را با کارکرد در دمای زیر ۱،۰۰۰ درجه سانتی‌گراد دور می‌زند. این عملکرد در دماهای «خنک‌تر» احتمالاً ارائه‌دهنده مزایای قابل توجهی در بهره‌وری و ایمنی است.
«ماشین‌های فیوژن سنتی نیاز به دمای شدید ۱۰۰ میلیون درجه سانتی‌گراد دارند،" شرکت در یک اطلاعیه‌ی مطبوعاتی توضیح داد. «فناوری Acceleron از میون‌ها—ذرات زیراتمی سنگین—برای دستیابی به واکنش‌های فیوژن در دماهای زیر ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده می‌کند.»
با این حال، فیوژن کاتالیستی میون چالش‌های منحصربه‌فردی را به همراه دارد. شتاب‌دهنده‌های ذرات، مورد استفاده برای تولید میون‌ها، انرژی زیادی مصرف می‌کنند.
«در اواسط دهه ۱۹۸۰، چندین گروه در سراسر جهان بیش از ۱۰۰ واکنش فیوژن در هر میون را نشان دادند و امکان استفاده از این فرآیند برای تولید انرژی را مطرح کردند،" شرکت تاکید کرد.
«با این حال، محاسبات انجام‌شده در آن زمان نتیجه‌گیری کردند که برای انرژی‌دهی به منبع میون بیش از انرژی قابل آزادسازی توسط فیوژن نیاز است.»
برای دستیابی به سود انرژی خالص، هر میون باید چندین واکنش فیوژن را کاتالیست کند. علاوه بر این، میون‌ها عمر کوتاهی دارند و تنها طی ۲.۲ میکروثانیه دچار تلاشی می‌شوند. حدود ۱% از آن‌ها به سایر ذراتی که در حین فیوژن تولید می‌شوند، می‌چسبند که غیرقابل استفاده می‌شوند.
شرکت مستقر در آمریکا قصد دارد چالش‌های فنی را پشت‌سر بگذارد
«Acceleron در حال توسعه یک منبع میون با کارآیی بالا و شدید برای تولید پرتوهای میون با استفاده از انرژی به‌مراتب کمتر از امکانات حال حاضر و یک سلول فیوژن با چگالی بالا برای اجازه دادن به هر یک از این میون‌ها برای کاتالیست کردن تعداد بیشتری از واکنش‌های فیوژن است،" بیانیه مطبوعاتی اعلام کرد.
برای افزایش تعداد واکنش‌های فیوژن در هر میون، Acceleron سوخت را در یک سندان الماسی به فشارهایی بین ۱۰،۰۰۰ تا ۱۰۰،۰۰۰ PSI می‌فشارد. این فشارها بسیار بیشتر از فشارهایی استفاده شده در آزمایشات قبلی است.
Acceleron Fusion تنها شرکتی نیست که بر روی انرژی فیوژن هسته‌ای کار می‌کند.
چندین شرکت در سرتاسر جهان در حال آزمایش رویکردهای مختلف شامل فیوژن محصورسازی مغناطیسی، فیوژن محصورسازی لختی و حتی دیگر واریته‌های فیوژن کاتالیستی میون هستند.
با این حال، همه فعالیت‌های تحقیقاتی در مورد انرژی فیوژن همچنان در مراحل ابتدایی خود هستند. به گفته کارشناسان، ممکن است سال‌ها یا حتی دهه‌ها طول بکشد تا انرژی فیوژن به منبع قابل اطمینان تبدیل شود.
