پیشرفت سوخت همجوشی هسته‌ای: دوتریوم-تریتیوم می‌تواند خورشید مصنوعی را واقعی کند
دانشمندان ادعا می‌کنند که همجوشی هسته‌ای می‌تواند با استفاده از ایزوتوپ‌های مختلف عناصر سبک به دست آید. با این حال، دو ایزوتوپ هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم، به عنوان موثرترین سوخت هسته‌ای برای دستگاه‌های همجوشی محسوب می‌شوند.
قابل توجه است که توان پاک نامحدودی که از دستگاه‌های همجوشی تولید می‌شود، می‌تواند روشی برتر برای تولید برق بدون آلودگی باشد.
یک نیروگاه زغال‌سنگی معمولی با ظرفیت 1000 مگاوات به 2.7 میلیون تن زغال در سال نیاز دارد و فرآیند تولید مقدار زیادی کربن منتشر می‌کند. در حالی که یک نیروگاه همجوشی با همان خروجی تنها به 550 پوند (250 کیلوگرم) سوخت در سال نیاز دارد که شامل نصف دوتریوم و نصف تریتیوم می‌شود.
دوتریوم، که می‌تواند از همه اشکال آب استخراج شود، یک منبع گسترده، بی‌ضرر و تقریباً بی‌پایان است. دوتریوم معمولی است: حدود 1 از هر 6500 اتم هیدروژن در آب دریا به شکل دوتریوم است.
از سوی دیگر، تریتیوم یک رادیوایزوتوپ سریعاً متلاشی‌شونده هیدروژن است که به مقدار کمی در طبیعت موجود است. محققان ادعا می‌کنند که تریتیوم به طور طبیعی تنها در جو بالایی تشکیل می‌شود.
تریتیوم می‌تواند تولید شود
تریتیوم می‌تواند در طی واکنش همجوشی از طریق تماس با لیتیوم تولید شود. با این حال، تریتیوم هنگامی تولید می‌شود، یا “تکثیر می‌شود”، که نوترون‌های فراری از پلاسما با لیتیوم در دیواره‌های پوششی توکاماک برخورد کنند، به گفته‌ی دانشمندان.
ادعا می‌شود که تریتیوم موثرترین جزء برای تولید برق همجوشی تجاری است. آزمایشگاه مستقر در آلمان Tritium Laboratory Karlsruhe پیشرو در دست‌کاری ایمن تریتیوم و تحقیقات چرخه سوخت است.
محققان بیان می‌کنند که نیازهای فنی و چالش‌های مرتبط با چرخه سوخت تریتیوم به‌طور عمده تحت تأثیر انتخاب محصورسازی مغناطیسی یا اینرسیایی نیستند.
تریتیوم باید به محل واکنش تزریق شود
در هر صورت، تریتیوم باید ذخیره شود، به محل واکنش تزریق شود و گاز خروجی – ترکیبی پیچیده از سوخت نسوخته، خاکستر هلیوم، سایر محصولات جانبی و بسیاری از ناخالصی‌های ثانویه – باید به طور موثر پردازش شود.
علاوه بر این، حلقه خارجی باید برپاکن شود که در آن تریتیوم که از واکنش نوترون‌های همجوشی با لیتیوم تولید شده، خالص‌سازی و برای تزریق دوباره آماده شود، به گفته Innovation News Network.
شرکت در حال توسعه مفاهیم جلوگیری از نفوذ برای کاهش مهاجرت تریتیوم است.
این فرآیند همچنین به ایجاد سیستم‌های جداکننده ایزوتوپ‌ها برای افزایش فاکتور بازیافت کارخانه تریتیوم کمک خواهد کرد، آزمایشگاه‌های تجربی تریتیوم را برای تأیید کامل فرآیندها، اجزا و سیستم‌های کامل ارائه می‌دهد.
راه‌حل‌های پایان عمر برای اجزای مواجه با تریتیوم
این شرکت همچنین راه‌حل‌های پایان عمر برای اجزای مواجه با تریتیوم را برای کاهش پسماند آلوده توسعه می‌دهد.
شرکت TLK در حال ایجاد روش‌های پاکسازی با UV/ازن برای حذف آلودگی سطحی گسترده و امکان‌پذیر کردن پاکسازی در محل است. علاوه بر این، شرکت نیز در حال مطالعه پاکسازی توسط کوره پیشرفته خلاء است.
با مساحتی بیش از 1600 متر مربع و بیش از 20 جعبه دستکش فردی، تعداد زیادی از آزمایش‌ها به‌طور موازی اجرا می‌شوند، راه‌اندازی و دوباره برچیده می‌شوند. این امر در محیطی با سرعت در حال توسعه مانند تحقیقات با و بر روی تریتیوم ضروری است. آزمایش نوترینوی کارلسروه تریتیوم (KATRIN) از طریق موفقیت‌های اخیر خود در اندازه‌گیری مستقیم جرم نوترینو به شناخت جهانی دست یافته است، به گفته شرکت.
این آزمایش از سال 2018 در TLK در حال اجرا است و نتایج پیشرو و شناخته‌شده جهان را در مورد حد بالای جرم نوترینو ارائه می‌دهد. این عمدتاً به دلیل منبع گازی بدون پنجره تریتیوم توسعه یافته در TLK به همراه زیرساخت تریتیوم TLK است.
تا ژوئن 2024، بیش از 1000 روز چرخش تریتیوم با مجموع گذراندن 31 کیلوگرم تریتیوم (98.5% خلوص) به‌دست آمده است، که این یک شاهکار است که هیچ آزمایشگاهی دیگر در جهان به آن نرسیده است.
