گداخت هسته ای چیست؟ - وبلاگ اطلس وب

به گزارش وبلاگ اطلس وب، گداخت هسته ای (همجوشی هسته ایی) عکس عمل شکافت هسته ای است. همجوشی هسته ای واکنشی کاملا عکس عمل شکافت هسته ای می باشد

گداخت هسته ای چیست؟

چگونگی همجوشی دوتریوم و تریتیوم

گداخت هسته ای (همجوشی هسته ایی) افیوژن فرآیندی عکس عمل شکافت هسته ای است. در فرایند گداخت هسته ای هسته هایسبک مانند هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم با یکدیگر همجوشی داده شده و هسته های سنگین تر ومقداری انرژی فراوری می شود. برای اینکه همجوشی امکان پذیر باشد، هسته هایی کهدر واکنش وارد می شوند باید دارای انرژی جنبشی کافی باشند تا بر میدان الکترواستاتیکی پیرامونشان فائق آیند. بنابر این دماهای وابستهبه واکنش های همجوشی فوق العاده بالاست.

در سال 1952 اولین انفجار آزمایشی گرما هسته ای باعث آزاد شدن مقدارزیادی انرژی کنترل نشده شد. این آزمایش نشان داد که اگر دمای یک گاز متشکل از ذرات باردار - پلاسما - با چگالی بالا تا حد 50 میلیون درجه کلوین افزایش یابد، باعث ایجاد واکنش گداخت هسته ای درگاز یونیده می شود. پس از انفجار موفقیت آمیز بمب هیدروژنی جستجو برای آزاد کردن کنترل شده انرژیهمجوشی آغاز شد. گرمای همجوشی به مفهوم گرمای حاصله از گداخت هسته ای است.

همجوشی هسته ای، واکنشی کاملا برعکس شکافت هسته ای است. به جای شکافتناتم های بزرگ به اتم های کوچک، اتم های کوچک به یکدیگر جوش داده می شوند تا اتم هایبزرگ بوجود آیند. این واکنش انرژی خیلی زیادی آزاد می نماید، چرا که طبق نظریه ینسبیت خاص انشتین، قسمتی از ماده این واکنش به انرژی تبدیل می شود. واقعیت ایناست که خارج از نیروگاه های همجوشی و در طبیعت، ما هر روز اثر این واکنش را احساسمی کنیم. گداخت هسته ای همان چیزی است که در مرکز خورشید رخ می دهد. خورشید یکرآکتور بزرگ همجوشی هسته ای است؛ این وبلاگ اطلس وب هیدروژن را به عناصر سنگین تبدیل می نمایدو نور و گرمای حاصل از واکنش را برای ما که روی زمین هستیم، ارسال می نماید.

مزیت گداخت هسته ای نسبت به شکافت هسته ای مقایسه

• منابع سوخت آن بسیار فراوان است. به عنوان مثال دوتریوم حدود 153 0/0 درصد اتمی ازهیدروژن های آب اقیانوس هارا تشکیل می دهد.
• تریتیوم نیز در فرایند جذب نوترون توسط لیتیوم قابل فراوری است. به ازاء هر نوکلئون از ماده سوخت، انرژی فراوریی نسبت به روش شکافتبیشتر است.
• معضل پسماندهای هسته ای را ندارد.
• اینکه در هنگام وقوع حوادث احتمالی، راکتور همجوشی از کنترل خارج نمی شود.
• به عنوان مثالی از انرژی فراوریی در یک راکتور همجوشی می توان گفت اگریک گالن از آب دریا را که دارای مقدار کافی لوترون است در واکنش گداخت هسته ای استفادهکنیم معادل 300 گالن گازوئیلانرژی بدون آلودگی فراوری می نماید.

سختی های فرایند گداخت هسته ای

چیزی که باعث می شود رسیدن به فناوری همجوشی مشکل باشد، عدم علاقه یهسته اتم ها به جوش خوردن با یکدیگر است. هسته اتم هیدروژن دارای یک پروتون است و بنابراین بار الکتریکی مثبت دارد. وقتی می خواهیمیک هسته اتم هیدروژن دیگر را به آن جوش بدهیم، به دلیل اینکه هر دو دارای بارمثبت هستند، در برابر جوش خوردن مقاومت می نمایند. تنها راه این است که به زور اینکار را انجام دهیم و آن قدر دمای اتم ها را بالا ببریم که به پلاسما تبدیل شوند. اگر پلاسمایی با دمای بسیار بالا داشتهباشیم، برخی از هسته ها چنان محکم به یکدیگر برخورد می نمایند که به یکدیگر جوش می خورند.برای انجام این فرایند، به دما و فشار خیلی زیادی احتیاج است. مشکل اینجاست که مابر روی زمین باید شرایط قسمت مرکزی خورشید را بازسازی کنیم. خورشیدی که جرم اش 330هزار برابر زمین است و دمای مرکز آن به 17 میلیون درجه سانتیگراد می رسد. مشکلنخست این است که بر روی زمین به اندازه خورشید سوخت هیدروژن در اختیار نداریم. باید دما را به 100 میلیون درجه سانتیگراد برسانیم. مشکل دوم که ماده در شکلپلاسما رفتارهای عجیبی از خود نشان می دهد. پلاسما شکل چهارم ماده است نه مایع ،نه جامد و نه گاز. وقتی پلاسما را در دما و فشار خیلی زیاد قرار می دهیم، به شدتناپایدار می شود. برای کنترل شرایط ناپایدار آن نیز از تجهیزات معمولی نمی تواناستفاده کرد. به نوعی باید بر روی زمین یک وبلاگ اطلس وب ساخت. آن قدر این کار چالش برانگیزاست که بشر برای رسیدن به آن، احتیاج دارد یکی از پیچیده و بزرگترین فناوری هایتاریخ را بسازد.

روش های همجوشی

لیزر نوا در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور درتحقیقات همجوشی

محصورسازی به روشهای متفاوتی انجام پذیر است. مهمتریناین روشها عبارتند از:

محصورسازی مغناطیسی

در این روش از میادین پرقدرت برای حفظ یک پلاسما استفاده می شود. دو نوع رآکتور توکوماک و اسفرومک بر اساس این روش طراحی شده است.

گداخت هسته ای کنترل شده توسط لیزرهای پر توان

در این روش از لیزرهای پرتوانی جهت محصورساختن ساچمه های کوچکیاستفاده می شود که در آنها سوخت هسته ای فشرده سازی شده باشد.

گداخت هسته ای توسط کاتالیزور میونی

گداخت هسته ای توسط کاتالیزور میونی ( Muon-catalyzedfusion (μCF

گزوه تکنولوژی وبلاگ اطلس وب