تکنولوژی
WHAM! تجربه جدید همجوشی هسته ای رکورد جدیدی برای قدرت آهنربا ثبت کرد
یک آزمایش همجوشی هسته‌ای در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون رکوردی برای قوی‌ترین میدان مغناطیسی ثابت که یک پلاسما را محصور می‌کند، ثبت کرده و امید جدیدی برای تحقق وعده‌های راکتور‌های نمایشی آینده برای تولید انرژی بیشتر از مصرف خود به ارمغان آورده است.
آزمایش همجوشی هسته‌ای در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون رکورد قوی‌ترین میدان مغناطیسی ثابت که یک پلاسما را محصور می‌کند، ثبت کرده و امیدی جدید برای آنکه راکتور‌های نمایشی آینده بتوانند بیشتر از مصرف خود انرژی تولید کنند، به ارمغان آورده است.
آهنرباهای جدید از سیستم‌های همجوشی مشترک (CFS) آمدند، یک استارت‌آپ پیشگام در صنعت همجوشی که این دستگاه‌ها را اوایل این ماه به آزمایش WHAM دانشگاه ویسکانسین-مدیسون تحویل داد. هنگامی که تیم WHAM آهنرباها را تا دمای عملیاتی سرد کرده و جریان الکتریکی قوی اعمال کردند، ابررساناهای دمای بالا یک میدان مغناطیسی 17 تسلا تولید کردند. این مقدار بیش از دو برابر قوی‌تر از اسکنرهای MRI با وضوح بالا برای تصویربرداری از مغز انسان است.
آهنرباهای قوی برای نوعی از انرژی همجوشی که توسط CFS و دیگران دنبال می‌شود، ضروری هستند. برای هر دو برابر شدن قدرت یک میدان مغناطیسی، توان خروجی یک طراحی راکتور 16 برابر افزایش می‌یابد.
WHAM چند سالی است که فعالیت می‌کند، اما این اولین پلاسما با آن آهنرباهای جدید بود، گفت کیران فرلانگ، هم‌بنیان‌گذار و مدیر تعقیب. Realta در سال 2022 از WHAM جدا شد، اما همچنان با دانشمندان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون و خود آزمایش همکاری نزدیک دارد.
رکورد قبلی توسط راکتور تجربی MIT، آلکاتر C، نگه داشته شده بود.
میدان مغناطیسی رکوردشکن WHAM نشان‌دهنده یک لحظه کامل است که نشان می‌دهد چقدر صنعت همجوشی به هم پیوسته باقی مانده است. تحقیقات روی آلکاتر C و جانشین آن، آلکاتر C-Mod به اثبات فیزیک‌هایی که پایه‌های طراحی راکتور و آهنربای CFS را تشکیل می‌دهند، کمک کرده است.
CFS در سال 2018 از MIT جدا شد تا انرژی همجوشی را با استفاده از طراحی آهنربا پیشرفته تجاری‌سازی کند. هم CFS و هم Realta در حال کار برای استقرار راکتورهایی هستند که از میدان‌های مغناطیسی قوی برای نگه‌داشتن پلاسما سوزان در جای خود استفاده می‌کنند تا هسته‌های هیدروژن بتوانند همجوشی کنند، فرایندی که مقدار عظیمی از گرما آزاد می‌کند. راکتور CFS که به عنوان توکامک شناخته می‌شود، پلاسما را به شکل شبیه به دونات مجبور می‌کند.
Realta و WHAM، از سوی دیگر، در حال کار روی طراحی آینه مغناطیسی هستند. در آن، دو آهنربای قوی در فاصله‌ای از هم یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند که پلاسما را به شکلی شبیه به آدامس توتسی نگه می‌دارد. آهنرباها در دو انتها پلاسما را فشرده می‌کنند و یون‌های هیدروژن در قسمت چاق آدامس جلو و عقبرانده می‌شوند و در فرایند همجوشی می‌کنند و گرما آزاد می‌کنند.
WHAM به عنوان بستری برای آزمون طراحی رآکتور آینه عمل خواهد کرد. هنگامی که به اندازه کافی درباره آن فهمیده شود، Realta یک رآکتور نمایشی به نام Anvil خواهد ساخت که پیش‌بینی می‌شود تا پایان دهه تکمیل شود. این شبیه به WHAM خواهد بود، اگرچه بزرگتر است و علاوه بر ارائه داده‌های بیشتر در مورد طراحی رآکتور، راهی را برای دانشمندان و مهندسان برای آزمایش رفتار مواد مختلف در داخل یک رآکتور کاری فراهم می‌کند.
پس از Anvil، Realta برنامه‌ریزی می‌کند تا Hammer را بسازد، تکاملی از طراحی که دارای نه یک بلکه دو آهنربا در هر انتها خواهد بود. این اجازه می‌دهد تا رآکتورهای طولانی‌تری بسازند که انتظار می‌رود بتوانند توان بیشتری ارائه دهند.
