ایتر چیست؟ با فرایند هم جوشی هسته ای آشنا شوید

 ایتر چیست؟ با فرایند هم جوشی هسته ای آشنا شوید

ایتر (International Thermonuclear Experimental Reactor) نام بزرگ ترین نیروگاه گداخت هسته ای (فیوژن) در جهان است که در فرانسه قرار دارد و پیشرفته ترین کشور های دنیا از جمله آمریکا ، روسیه ، ژاپن ، چین ، انگلیس ، هند و اتحادیه اروپا در حال ساخت آن هستند.

اساس کارکرد این نیروگاه همچون آنچه که در خورشید اتفاق می افتد ، هم جوشی هسته ای است و انرژی بسیار بیشتری نسبت به نیروگاه های شکافت هسته ای تولید می کند.

ایتر برای آغاز فرایند فیوژن ، همانند چیزی که در هسته ی یک ستاره رخ می دهد ، دو عنصر دوتریوم و تریتیوم را به دمای ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد می رساند و پیشرفته ترین تکنولوژی ساخت بشر در آن به کار رفته است.

با ما همراه باشید تا به بررسی ایتر و نحوه تولید انرژی از فرایند هم جوشی هسته ای بپردازیم.

ساختمان بیرونی رآکتور ایتر که در حال ساخت است

هم جوشی هسته ای چیست؟

هم جوشی هسته ای که به آن گداخت هسته ای یا فیوژن هم گفته می شود فرایندی است که در آن هسته های سبکی مثل هیدروژن ، دوتریوم یا تریتیوم به یکدیگر جوش داده می شوند و به عناصری با هسته های سنگین تر تبدیل می شوند. این فرایند مقدار زیادی انرژی تولید می کند و البته برای آغاز شدن هم به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد.

برای اینکه فرایند هم جوشی هسته ای آغاز شود ، لازم است تا هسته های شرکت کننده در این واکنش به انرژی جنبشی قابل قبولی برسند تا بتوانند بر میدان الکترو استاتیکی اطرافشان غلبه کنند. از آنجایی که سرعت گاز ها با افزایش دمای آنها افزایش می یابد ، بنابراین باید این عناصر را به دمای بسیار بالایی رساند تا به سرعت کافی برای فرار از دافعه الکترو استاتیکی خود برسند. این کار در رآکتور های هم جوشی هسته ای همچون ایتر رخ می دهد.

شناخته شده ترین رآکتور هم جوشی هسته ای برای ما انسان ها خوشید است. این ستاره هیدروژن را به عنصر سنگین تری به نام هلیوم تبدیل می کند و انرژی حاصل از این فرایند را به شکل نور و گرما از خود ساطع می کند.

انرژی عظیم خورشید از هم جوشی هسته های هیدروژن به دست می آید

فرایند هم جوشی هسته ای نسبت به فرایند شکافت هسته ای دارای مزیت های فراوانی است. مهم ترین این مزیت ها این است که این فرایند انرژی بسیار بیشتری تولید می کند و در عین حال هیچ گونه پسماند هسته ای از خود بر جا نمی گذارد.

پلاسما چیست؟

چالش اصلی در فرایند هم جوشی هسته ای این است که هسته های اتم در حالت عادی هیچ علاقه ای به جوش خوردن با هم ندارند. مثلا هسته هیدروژن دارای یک پروتون است و می دانیم که پروتون بار مثبت دارد.

این مطلب را هم ببینید
دستیار صوتی اپل Siri چیست؟ آموزش فعال سازی و کار با سیری

وقتی دو هسته هیدروژن که هر دو دارای بار مثبت هستند به هم نزدیک شوند ، دافعه بار مثبت آنها را از هم دور می کند. بنابراین برای اینکه این هسته ها با یکدیگر جوش بخورند باید آنقدر دمای آنها را بالا ببریم تا به پلاسما تبدیل شوند.

پلاسما در کنار سه حالت گاز ، مایع و جامد ، چهارمین حالت اصلی ماده محسوب می شود. در اصل اگر ماده جامد را گرم کنیم به مایع و اگر دوباره آن را گرم کنیم به گاز و باز اگر به این گرم کردن ادامه دهیم به پلاسما تبدیل می‌شود.

جالب است بدانید که ۹۹ درصد ماده ای که جهان از آن تشکیل شده جامد یا مایع یا گاز نیست ، بلکه پلاسما است! آنچه که درون ستاره ها وجود دارد یا آنچه که در فضای بین ستاره ها قرار دارد همه از جنس پلاسماست. از قابل لمس ترین پلاسما هایی که ما انسان ها تجربه کرده ایم ، می توان به رعد و برق و یا شفق های قطبی اشاره کرد.

هسته اتم در حالت پلاسما

توکامک چیست؟

آنچه که در نیروگاه ایتر رخ می دهد در واقع افزایش دمای پلاسما است. زمانی که پلاسمایی با دمای بسیار بالا داشته باشیم ، هسته‌ های اتم ها  با شدت بسیار زیاد به هم برخورد می‌ کنند و به یکدیگر جوش می‌ خورند و در واقع فرایند هم جوشی هسته ای آغاز می شود.

در قلب رآکتور های هم جوشی هسته ای همچون ایتر ، دستگاه مخصوصی برای افزایش دمای پلاسما وجود دارد که به آن توکامک (Tokamak) می گویند.

داخل توکامک شکل چنبره مانندی دارد و پلاسمای دوتریوم و تریتیوم توسط میدان مغناطیسی در آن به دما و انرژی بسیار بالایی می رسد. به این روش از آغاز فرایند هم جوشی ، محصور سازی مغناطیسی گفته می شود.

توکامک به کار رفته در رآکتور ایتر بزرگ ترین از نوع خود در جهان است

نیروگاه ایتر هم اکنون در حال ساخت است و تا کنون بیش از ۲۰ میلیارد دلار برای آن هزینه شده است.

این نیروگاه پس از تکمیل شدن ، قادر به ساخت پلاسمای بسیار داغ خواهد بود و می توان از طریق هم جوشی هسته ای انرژی بسیار زیاد و در عین حال پاکی با آن تولید کرد.

این مطلب را دوست داشتید؟

به آن امتیاز بدهید

امتیاز مطلب ۵ / ۵. تعداد آرا ۲۷

هنوز هیچ امتیازی ثبت نشده! شما اولین نفر باشید

مطالب پیشنهادی

7 نظر

    Avatar
  • بسیار مقاله جذاب و قشنگی بود
    خیلی ممنون

      فرهاد آشنا
    • ممنون که مطالعه کردید

  • Avatar
  • شیوا جذاب جالب
    مرسی نیوتکس

  • Avatar
  • خیلی جالب بود
    تکنولوژی بشر تا کجا ها رفته!!

  • Avatar
  • بسیار لذت بردم از خوندن این مطلب و یاد گرفتن چیزای جدید
    ممنون

      فرهاد آشنا
    • ممنون از نظر شما هموطن گرامی

  • Avatar
  • عالی بود.واقعا تکنولوژی بشر انتهایی نداره

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *