ابداع راهی برای افزایش راندمان همجوشی هسته‌ای در MIT

همجوشی هسته‌ای یک فرآیند بسیار پیچیده است و در حال حاضر انرژی تولیدشده از این فرآیند برای تأمین توان لازم برای همجوشی هسته‌ای، کافی نیست. اگر ما بتوانیم راهی برای افزایش توان خروجی حاصل از این فرآیند به‌ دست آوریم، همجوشی هسته‌ای می‌تواند ما را یک قدم دیگر به داشتن منبع انرژی پاک در آینده، نزدیک کند.گروهی از محققان دانشگاه MIT ممکن است به چنین راهی دست یافته باشند.

در تحقیق جدیدی که در ژورنال Nature Physics منتشر شده است، دانشمندان جزئیات دستورالعمل تنظیم همجوشی هسته‌ای را شرح داده‌اند. این دستورالعمل جدید موجب می‌شود خروجی انرژی حاصل از همجوشی هسته‌ای به‌طور چشمگیری افزایش یابد. درستی نتایج این تحقیق توسط محققان بزرگ‌ترین مرکز همجوشی در اروپا (JET) تأیید شده است.

روش همجوشی ارائه‌شده توسط گروه دانشگاه MIT شامل مقداری یون هلیوم-۳ با پلاسمای دو یونی متداول (ترکیبی از ۵ درصد هیدروژن و ۹۵ درصد دوتریم) است. آن‌ها ترکیب ساخته‌شده را در یک آلکاتور C شکل توکاماک که یک محفظه‌ی مغناطیسی است و برای نگه‌داری پلاسمای داغ استفاده می‌شود، قرار دادند؛ سپس محققان از فرآیندی که به تشدید گرمایش سیلیکوترون معروف است، برای فعال‌سازی ذرات استفاده کردند.

این تحقیق نه‌تنها دیدگاه دانشمندان از چگونگی شارژ ذرات در حال حرکت درون راکتورهای اتمی و ستاره‌ها را بیان می‌کند، بلکه انرژی خروجی را با رساندن یون‌ها به مقدار انرژی‌ که تا قبل از آن در هیچ دستگاه غیر فعالی ایجاد نشده بود، تا ۱۰ برابر افزایش دادند. جان سی رایت، دانشمند محقق، می‌گوید:

این بازه‌ی زیاد انرژی برابر با محصولات فعال همجوشی است. توانایی ساخت چنین یون‌های پر‌انرژی در یک دستگاه غیر فعال که همجوشی زیادی در آن انجام نمی‌شود، بسیار مفید است؛ زیرا ما می‌توانیم رفتار یون‌های باانرژی و محصولات واکنش همجوشی را با یکدیگر مقایسه کنیم و محدودیت‌های آن‌ها را دریابیم.

انرژی حاصل از همجوشی هسته‌ای تا سال ۲۰۳۰ به‌عنوان منبع انرژی اصلی در دسترس نخواهد بود؛ اما تلاش‌های محققان دانشگاه MIT، به ما برای کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند.