پیشروی چین در رقابت برای همجوشی هسته ای تجاری

ایالات متحده و دیگر کشورهای غربی برای دهه ها بر روی فناوری ای کار کرده اند که می تواند همجوشی هسته ای را ممکن و از نظر تجاری قابل دوام کند، چین به دنبال این است که در تحقیقات گداخت هسته ای در صدر قرار بگیرد.

تحقیق و توسعه گداخت هسته ای در سال های اخیر پس از چندین پیشرفت و دستاورد مهم شتاب بیشتری یافته است.

رقابت جهانی برای غلبه بر چالش‌های مهندسی برای دستیابی به قدرت انتشار (کربن) صفر از یک واکنش هسته‌ای بدون خطر فاجعه و تشعشع داغ شده است، ایالات متحده و دیگر کشورهای غربی برای دهه ها بر روی فناوری ای کار کرده اند که می تواند همجوشی هسته ای را ممکن و از نظر تجاری قابل دوام کند.

اکنون چین به دنبال پیشروی در این رقابت است و حداقل در یک زمینه پیشتاز است - هزینه های دولت برای تحقیق و توسعه.

چین سالانه حدود 1.5 میلیارد دلار برای تحقیقات همجوشی هزینه می کند، جی پی آلین رئیس دفتر علوم انرژی همجوشی وزارت انرژی ایالات متحده، به وال استریت ژورنال گفت که این تقریباً دو برابر بودجه سال جاری برای همجوشی هسته ای دولت ایالات متحده است.

به نظر می رسد چین همچنین به برنامه تحقیقاتی مشابه نقشه راه علمی و مهندسی ایالات متحده از سال 2020 پایبند است، آلین گفت: این بسیار ناامید کننده است، همانطور که می توانید تصور کنید.

اگرچه همجوشی هسته‌ای مدت‌هاست که کاملاً بدون کربن و محصولات جانبی شناخته شده است و اتم‌های منبع هیدروژن در زمین به وفور یافت می‌شوند، تکرار فرآیندهای طبیعی خورشید برای تولید انرژی همجوشی در زمین برای دهه‌ها چالش‌برانگیز بوده است.

همجوشی فرآیند طبیعی است که خورشید و تمام ستارگان دیگر را گرم می کند، که در آن مقدار زیادی انرژی از همجوشی اتم های سبک، مانند اتم های موجود در هیدروژن، به عناصر سنگین تر مانند هلیوم تولید می شود.

گداخت هسته‌ای مدت‌هاست که پاسخی برای تولید انرژی بدون محصول فرعی با انتشار صفر در نظر گرفته شده است ولی با این حال، به دلیل چالش‌های مرتبط با محیطی که این فرآیند می‌تواند در آن انجام شود، هنوز هیچ‌کس کد همجوشی هسته‌ای را نشکسته است.

پیشرفت‌های اخیر در ایالات متحده، مشوق تلاش‌های تحقیق و توسعه بیشتری را در خود آمریکا و جاهای دیگر از جمله در چین بوده است.

در پایان سال 2022 آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور تاریخ ساز شد و اشتعال همجوشی را برای اولین بار در یک محیط آزمایشگاهی نشان داد - دستاوردی که بیش از شش دهه در حال تحقیق بوده است - انرژی همجوشی آزاد شده بیشتر از انرژی لیزری بود که برای شروع واکنش، عبور از آستانه اشتعال، تحویل داده شد.

تأسیسات احتراق ملی LLNL (NIF) تاکنون چهار بار از سال 2022 به احتراق دست یافته است و دانشمندان را امیدوار می کند که همجوشی برای انرژی ممکن است مانند دهه ها تنها یک رویای دست نیافتنی نباشد.

LLNL از لیزر برای ایجاد واکنش های همجوشی استفاده می کند که روش دیگری برای همجوشی است، فناوری گسترده تر برای دستیابی به اشتعال همجوشی به اصطلاح توکامک است - ماشینی که پلاسما را با استفاده از میدان های مغناطیسی محدود می کند - به گفته DOE (وزارت انرژی آمریکا) دانشمندان انرژی همجوشی بر این باورند که توکامک ها مفهوم محصور پلاسما پیشرو برای نیروگاه های همجوشی آینده هستند.

ماه‌ها قبل از اینکه LLNL به اولین احتراق دست یابد، دولت ایالات متحده در سال 2022 چشم انداز جسورانه دهه‌ای ایالات متحده برای انرژی همجوشی تجاری را برای تسریع دوام انرژی همجوشی تجاری راه‌اندازی کرد.

چین در حال رسیدن به رقابت برای فناوری فیوژن است

این شرکت در حال ساخت یک مرکز تحقیقاتی جامع برای فناوری همجوشی (CRAFT) در Hefei است - پروژه ای که در آن اجزای کلیدی برای راکتورهای انرژی همجوشی توسعه داده شده و آزمایش می شوند - انتظار می رود ساخت این تاسیسات در سال 2025 به پایان برسد.

ماه گذشته شرکت چینی Energy Singularity گفت که اولین دستگاه فوق رسانای کاملاً با دمای بالا Tokamak جهان که آن را توسعه داده و ساخته است، اولین پلاسما را با موفقیت به دست آورد.

ایالات متحده چندین شرکت خصوصی بزرگ همجوشی دارد، از جمله Commonwealth Fusion Systems (CFS) که به تازگی توافقنامه ای را با وزارت انرژی ایالات متحده به ارزش 15 میلیون دلار برای دستیابی به اهداف تحقیق و توسعه منتهی به انرژی همجوشی تجاری امضا کرده است.

باب مامگارد مدیر اجرایی و یکی از بنیانگذاران CFS ماه گذشته گفت: مشوق های برنامه Milestone دولت ایالات متحده برای حمایت از انرژی همجوشی می تواند به ما کمک کند گام به گام به سمت هدفمان برای ساختن اولین نیروگاه همجوشی خود تا اوایل دهه 2030 حرکت کنیم.

دنیس وایت استاد مهندسی در MIT، که در کمیته های مشورتی گداخت چین حضور داشته است گفت: چین پس از دهه ها عدم فعالیت در این زمینه، جهش هایی در تلاش های همجوشی خود انجام داده است.

وایت گفت: قابلیت‌های آن‌ها را برای افزایش سرعت دست کم نگیرید.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.