بخشی از نیروگاه همجوشی هسته ای در چین ساخته شد

  خورشید مصنوعی در چین ساخته شد

محققان چینی یک خورشید مصنوعی ساخته اند که دمای آن به ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد می رسد و می تواند هیدروژن را به انرژی تجدیدپذیر ارزان تبدیل کند.

 

به گزارش رجانیوز به نقل از نیواطلس، چین یک خورشید مصنوعی ساخته که دمای آن به ۶ برابر هسته خورشید می رسد.

 

این دستگاه در حقیقت یک راکتور است که فرایند خورشید را تقلید می کند و بخشی از پروژه ای است که هیدروژن را به انرژی تجدیدپذیر و کم هزینه تبدیل می کند.

 

دمای خورشید مصنوعی برای نخستین بار در هفته جاری به ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد (۱۸۰ میلیون درجه فارنهایت) رسید که نقطه عطفی در این پروژه است. دانشمندان معتقدند همجوشی هسته ای در این دما اتفاق می افتد.

 

این درحالی است که دانشمندان سراسر جهان برای ساخت نخستین راکتور همجوشی هسته ای واقعی جهان در حال رقابت با یکدیگر هستند.

 

این پروژه منبع نامحدودی از یک انرژی پاک را ایجاد می کند که به اعتقاد دانشمندان می تواند زمین را از تغییرات آب و هوایی نجات دهد.

 

به هرحال دانشمندان در Hefei Institute of Physical Science اعلام کردند دمای این راکتور به ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد رسیده است. این درحالی است که دمای هسته خورشید ۱۵ میلیون درجه سانتیگراد است.

کشف جدیدی که ۸ برابر همجوشی هسته‌ای انرژی تولید می‌کند

در سال های اخیر دانشمندان به منظور تولید انرژی پاک و نامحدود بر روی همجوشی هسته ای تمرکز کرده اند، اما اکنون گروهی از محققین یک فرایند زیر اتمی جدید را کشف کرده اند که میزان انرژی آزاد شده آن هشت برابر همجوشی هسته ای است.

به گزارش خبرآنلاین و به نقل از دیجیاتو، منبع این انرژی از همجوشی ذرات زیر اتمی به نام کوارک سرچشمه می گیرد. کوارک ها ذرات اصلی سازنده پروتون و نوترون بوده و به ۶ گروه مختلف تقسیم می شوند.

دانشمندان انواع مختلف کوارک ها را «طعم» نیز می نامند که عبارتند از: بالا، پایین، عجیب، افسون، فوقانی و زیرین (دو مورد آخر گاهی حقیقت و زیبایی نیز نامیده می شوند).

این تیم تحقیقاتی برای بررسی دقیق تر ذرات زیراتمی، اتم ها را در برخورددهندهٔ هادرونی بزرگ (Large Hadron Collider) با سرعت بالا به سمت هم گسیل کرده اند تا کوارک های آنها از یکدیگر جدا شود.

این کوارک ها پس از جداشدن دوباره تمایل به تشکیل پیوندهای جدید دارند که منجر به ایجاد ذراتی به نام «باریون» می شود .

این محققان با تمرکز بر روی کوارک زیرین که سنگین تر از دیگر طعم ها است، دریافتند که باریون های حاصله توانایی تولید ۱۳۸مگا الکترون ولت انرژی خالص را دارند که هشت برابر انرژی تولید شده در همجوشی هسته ای است.

انرژی این فرایند به حدی زیاد است که ممکن است مورد سوء استفاده قرار گیرد، به همین خاطر محققان در ابتدا نسبت به رسانه ای کردن آن تردید داشته‌اند.

با این حال آنها تاکید کرده اند که با طراحی و توسعه ابزارهای لازم می توان از این روش برای تولید انرژی پاک و نامحدود بهره برد.

Display Materials and Components

Gamma Rays Can Go Past the Limits of Light

Siobhan Treacy

20 October 2017

Researchers have discovered a way to produce high energy photon beams. This method makes it possible to produce gamma rays in a highly efficient way when compared to today’s technique. The obtained energy is a billion times higher than the energy of photons in visible light. High-intensity gamma rays significantly exceed all known limits of light and will pay the way towards new fundamental studies.

"When we exceed the limit of what is currently possible, we can see deeper into the basic elements of nature. We can dive into the deepest part of the atomic nuclei," says Arkady Gonoskov, a researcher at the Department of Physics at Chalmers University of Technology.

---

Gamma rays are electromagnetic waves, just like visible light or X-rays, but with much higher energy. The most energetic gamma rays in the world could be created by the help of advanced laser physics. When the laser light is intense enough and all parameters are right, trapped particles (green) could efficiently convert the laser energy (surfaces in red, orange and yellow) into cascades of super-high energy photons (pink). (Arkady Gonoskov)

---

This new method is the outcome of collaboration is an outcome of collaboration between Chalmers University of Technology in Sweden, Institute of Applied Physics and Lobachevsky University in Russia and the University of Plymouth in the UK. Physicists in different fields have managed to work out the numerical models and analytic estimates for simulating the ultra-strong gamma rays in a new and somehow unexpected way.

In normal cases, if a laser pulse is shot at an object, all the particles scatter. But if the laser light is intense enough and all parameters are right, the researchers found that the particles are trapped instead. They form a cloud where particles of matter and antimatter are created and start to behave in a special and unusual way.

"The cloud of trapped particles efficiently converts the laser energy into cascades of high energy photons - phenomena that is very fortunate. It's an amazing thing that the photons from this source can be of such high energy," says Mattias Marklund, a professor at the Department of Physics at Chalmers.

The discovery is highly relevant for the future large-scale facilities that are currently under development. The most intense light sources on earth will be produced in these research facilities that are as big as football fields.

"Our concept is already part of the experimental program proposed for one such facility: Exawatt Center for Extreme Light Studies in Russia. We still don't know where these studies will lead us, but we know that there are yet things to be discovered within nuclear physics, for example, new sources of energy. With fundamental studies, you can aim at something and end up discovering something completely different - which is more interesting and important," says Arkady Gonoskov.

---

A paper on this research was published in Physical Review X

To contact the author of this article, email [e-mail]

یک قدم پیشرفت کره جنوبی در رسیدن به انرژی از همجوشی هسته ای

کره جنوبی یک قدم دیگر تا دستیابی به "خورشید روی زمین"

«پلاسما» یکی از حالات ماده است که با جامدات، مایعات و گازها متفاوت است و کاربرد فراوانی در علم فیزیک و حوزه انرژی دارد.

محققان کره‌ای توانستند با حفظ پلاسما در راکتور هسته‌ای به مدت 70 ثانیه در آستانه دستیابی به انرژی پاک نامحدود قرار بگیرند.

به گزارش ایسنا، به نقل از دیلی میل، محققان و مهندسان کره جنوبی توانستند با ثبت یک رکورد تاریخی در رابطه با حفظ پلاسما در راکتور هسته‌ای، دروازه جدیدی از فرآیند همجوشی هسته‌ای را باز کرده و در آستانه دستیابی به انرژی پاک و نامحدود هیدروژنی قرار بگیرند.

«پلاسما» یکی از حالات ماده است که با جامدات، مایعات و گازها متفاوت است و کاربرد فراوانی در علم فیزیک و حوزه انرژی دارد.

محققان کره‌ای در مرکز ملی همجوشی هسته‌ای این کشور توانستند «پلاسما» را برای 70 ثانیه در دمای 300 میلیون درجه سانتی‌گراد پایدار نگاه دارند، که این رقم بیشترین رکورد برای این فرآیند محسوب شده و تولید انرژی نامحدود و پاک را تسهیل خواهد کرد. این رکورد پیشتر در اختیار مرکز تحقیقات پلاسمای «ام آی تی- کمبریج» بود که محققان کره‌ای مدت زمان آن را بیش از 10 ثانیه افزایش دادند.

این فرآیند در راکتور تحقیقاتی توکاماک در 160 کیلومتری جنوب سئول انجام شده است.

نحوه عملکرد راکتورهای همجوشی هسته‌ای دقیقا همانند ستاره‌های سوزان مثل خورشید است. در این راکتورها گاز هیدروژن یونیزه شده در دمای فوق‌العاده بالایی حرارت می‌بیند و به «پلاسما» تبدیل می‌شود.در این حالت «پلاسما» با جداسازی الکترون‌ها حالت شبه خنثی پیدا کرده و میتوان به صورت ذوب شده از آن برای تولید انرژی استفاده کرد.

در ساختار این راکتورها حین تولید «پلاسما» یک میدان مغناطیسی قدرتمند نیز ایجاد می‌شود تا از برخورد «پلاسما» با دیواره راکتور و سرد شدن آن جلوگیری شده و کیفیت آن حفظ شود.

گرچه ممکن است صحبت از استفاده مستقیم از این انرژی در خانه و ادارات کمی زود باشد، اما این تحقیقات نشان می‌دهد در آینده این منابع انرژی می‌توانند به صورت نامحدود و پاک به انسان خدمات ارائه کنند.

تولید دمای 3 ‌برابر خورشید در راکتور گداخت هسته‌ای توسط چینیان

تولید دمای 3 ‌برابر خورشید در راکتور گداخت هسته‌ای

چینی‌ها با استفاده از راکتور گداخت هسته‌ای از نوع توکاماک، یک قدم به تکنولوژی تولید برق از طریق گداخت هسته‌ای یا سوخت ستارگان نزدیک شدند.

پس از انتشار خبر موفقیت دانشمندان آلمانی در مهار انرژی گداخت هسته‌ای در راکتور ایتر، دانشمندان چینی با انتشار خبر موفقیت در تولید و مهار دمای سه برابر خورشید به کمک راکتور مغناطیسی، شگفتی آفریدند.

به گزارش ایسنا، محققان چینی در آزمایش افزایش دمای هیدروژن در راکتور مغناطیسی گداخت هسته‌ای معروف به EAST موفق شدند به دمای 49.999 میلیون درجه سانتیگراد دست یابند.

پژوهشگران چینی در این آزمایش ثابت کردند که می‌توان حتی در آزمایشگاه دمای سه‌ برابری خورشید را تولید کرد. آنها توانستند در حداکثر توان مغناطیسی راکتور گداخت هسته‌ای دمای 50 میلیون درجه سانتیگراد را تا حدود 102 ثانیه حفظ کنند.

مهم‌ترین وجه موفقیت دانشمندان چینی مهار گاز پلاسما درون چمبره راکتور تحت میدان عظیم مغناطیسی است، چرا که هیچ ماده‌ جامدی در کیهان قادر به تحمل چنین دمایی نیست. پس تنها راه ممکن برای مهار پلاسمای هیدروژن، جلوگیری از برخورد با دیواره‌های راکتور با کمک نیروی عظیم مغناطیسی است.

این موفقیت در شرایطی بدست آمده که گروه آلمانی مستقر در راکتور ایتر با استفاده از امواج دو مگاواتی، گاز هیدروژن را تنها برای مدت یک چهارم ثانیه تا 80 میلیون درجه گرم کردند.

چینی‌ها با استفاده از راکتور گداخت هسته‌ای از نوع توکاماک، یک قدم به تکنولوژی تولید برق از طریق گداخت هسته‌ای یا سوخت ستارگان نزدیک شدند.

انرژی فیوژن یا همجوشی هسته‌ای با استفاده از دو ایزوتوپ هیدروژن با نام‌های دوتریوم و تریتیوم درون چمبره راکتور مجهز به نیروی مغناطیسی عظیم برای بالا بردن گاز و مهار پلاسما بدست می‌آید.

دانشمندان در مورد ویژگی اتم‌ها در شرایط پلاسما عنوان کردند: برای وارد کردن هیدروژن به وضعیت پلاسما از نیروی مغناطیسی عظیم برای گرم کردن اتم‌ها استفاده می‌شود. در این شرایط الکترون‌ها از اتم میزبان خود جدا شده و حالت یون پلاسما را تولید می‌کنند که مقدار غیرقابل تصوری انرژی در این واکنش تولید می‌شود.

بسیاری از کارشناسان صنایع تامین انرژی معتقدند که در صورت موفقیت دانشمندان در مهار انرژی ناشی از همجوشی هسته‌ای، قطعا بحران تامین انرژی در جهان به پایان خواهد رسید.

منبع: ایسنا