بدبیاری بزرگ برای ایتر؛ بزرگ‌ترین پروژه همجوشی جهان تا سال ۲۰۳۴ شروع به کار نخواهد کرد

یک‌شنبه ۱۷ تیر ۱۴۰۳ - ۱۷:۰۰
مطالعه 4 دقیقه
توکامک رآکتور ایتر درجریان مونتاژ در سال ۲۰۲۱
عملیات‌های پروژه رآکتور همجوشی هسته‌ای ایتر تا سال ۲۰۳۴ به تعویق افتاده است و واکنش‌های تولیدکننده انرژی نیز احتمالا ۵ سال بعد انجام خواهند شد.
تبلیغات

طبق جدول زمانی جدیدی که پروژه رآکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی (ITER) منتشر کرده است، این رآکتور همجوشی غول‌پیکر تا سال ۲۰۳۴، یعنی ۹ سال دیرتر از زمان‌بندی کنونی شروع به کار نخواهد کرد. همچنین به‌منظور رفع نگرانی‌های ایمنی از سوی نهاد تنظیم‌گر هسته‌ای در فرانسه که محل احداث ایتر است، واکنش‌های همجوشی تولیدکننده‌ی انرژی که هدف پروژه محسوب می‌شود، تا سال ۲۰۳۹ انجام نخواهند شد.

پیترو باراباسچی، مدیرکل ایتر چهارشنبه‌ی گذشته در کنفرانسی مطبوعاتی گفت خطاهای تولید، دنیاگیری کووید ۱۹ و پیچیدگی ساخت رآکتوری که اولین در نوع خود محسوب می‌شود، روند پیشرفت ایتر را کند کرده‌اند. وی افزود: «ما می‌خواهیم تاخیرهای گذشته با راه‌اندازی سازه‌ای کامل‌تر، جبران کنیم.»

با توجه به آنکه ده‌ها شرکت خصوصی فعال در عرصه همجوشی هسته‌ای، وعده‌ی تولید برق در بازه‌های زمانی کوتاه‌تر را داده‌اند، برخی کارشناسان می‌گویند ممکن است ایتر در زمان راه‌اندازی به رآکتوری منسوخ تبدیل شود.

ساخت اجزای پیچیده‌ی ایتر در سایت‌های سرتاسر جهان، موجب بروز مشکلات متعدد شد

ایتر اکنون باید منتظر بماند تا کشورهای عضو آن ازجمله چین، اتحادیه اروپا، هند، ژاپن، کره جنوبی، روسیه و ایالات متحده، طرح جدید را بررسی کنند. برخی از این کشورها درحال برنامه‌ریزی نیروگاه‌های آزمایشی در جدول زمانی مشابه با ایتر هستند و ممکن است خواستار اختصاص بودجه به آن‌ها باشند. طبق گفته‌ی باراباسچی، هزینه‌ی ساخت ایتر که قبلا بیش از ۲۰ میلیارد یورو برآورد شده بود، طبق برنامه‌ی جدید ۵ میلیارد یورو افزایش خواهد یافت.

ایده‌ی پروژه بین‌المللی ایتر در دهه‌ی ۱۹۸۰ مطرح شد و سرانجام در سال ۲۰۰۶ رنگ واقعیت به خود گرفت. ساخت‌وساز پروژه در سال ۲۰۱۰ با قراردادهایی که به تمام کشورهای عضو واگذار شد، آغاز شد و انتظار می‌رفت که عملیات تقریبا یک دهه بعد آغاز شود. پروژه ایتر بر یک رآکتور دونات‌شکل به نام توکامک متکی است که در آن، میدان‌های مغناطیسی حاوی پلاسما از هسته‌های هیدروژن با حرارت کافی برای آزادسازی انرژی هستند. ریزموج‌ها و پروتوهای ذرات، پلاسما را تا ۱۵۰ میلیون درجه‌ی سانتی‌گراد، یعنی ۱۰ برابر بیشتر از دمای هسته خورشید، گرم می‌کنند؛ درحالی‌که چند متر آن طرف‌تر، آهنرباهای ابررسانا باید تا منفی ۲۶۹ درجه سانتی‌گراد، یعنی فقط چند درجه بالاتر از صفر مطلق خنک شوند.

بخش دی‌شکل رآکتور همجوشی دوناتی‌شکل ایتر
نقص‌های ساخت در بخش D-شکل رآکتور همجوشی دوناتی‌شکل ایتر موجب شد تا نهاد تنظیم‌گر هسته‌ای فرانسه ساخت‌وساز را متوقف کند.
ITER ORGANIZATION

ساخت اجزای پیچیده‌ی ایتر در سایت‌های سرتاسر جهان، موجب بروز مشکلات متعدد شد. در سال ۲۰۱۶، برنامه‌ی ساخت تا سال ۲۰۲۵ تمدید شد. سپس در ژانویه ۲۰۲۲، سازمان ایمنی هسته‌ای فرانسه (ASN) ساخت‌وساز را متوقف کرد؛ زیرا مقام‌های این نهاد با شبیه‌سازی ایتر متقاعد نشدند که کارگران محافظت کافی را در برابر نوترون‌های پرانرژی مرگبار که در واکنش‌های هسته‌ای تولید می‌شوند، دریافت خواهند کرد. تغییرات در طراحی ازجمله حفاظ اضافی نیز فونداسیون بتنی سازه را با خطر افزایش فشار بیش از حد مواجه کرد.

سازمان ایمنی هسته‌ای فرانسه همچنین خواستار اطمینان خاطر از عدم نشتی در توکامک ۹ بخشی ایتر بود. وقتی دو بخش اول ۱۱ متری توکامک از تولیدکننده‌ی مستقر در کره جنوبی از راه رسیدند، رابط اتصال آن‌ها دقت میلی‌متری مورد نیاز در طراحی را برآورده نکرد. مهندسان ایتر باور داشتند که می‌توانند با جوشکاری هوشمندانه، مشکل را رفع کنند؛ اما ASN قانع نشد. هرگونه نشتی می‌تواند به انتشار تریتیوم رادیواکتیو یا همان ایزوتوپ هیدروژن سنگین که یکی از سوخت‌های همجوشی است، منجر شود.

توقف ساخت‌وساز به دستور ASN همچنان تا به امروز برقرار است. ژیل پریر، مدیر کیفیت و ایمنی ایتر می‌گوید: «رابطه با نهاد تنظیم‌گر دشوار بوده است. وقتی رابطه‌ای مبتنی بر بی‌اعتمادی دارید، نمی‌توانید چیزی بسازید.»

مهندسان، بخش‌های رآکتور را با افزودن مواد جدید و ماشین‌کاری دوباره‌ی سطوح، تعمیر می‌کنند. الساندرو بونیتو اولیوا، مدیر برنامه‌ی ایتر، نتایج به‌دست‌آمده را بسیار خوب توصیف می‌کند. او انتظار دارد که اولین بخش تعمیرشده در ماه جاری یا اوایل مرداد تکمیل شود. در آن زمان، جزئیات به‌منظور تایید برای ASN ارسال خواهد شد.

ساخت‌وساز پروژه درحال‌حاضر به دستور نهاد تنظیم‌گر هسته‌ای فرانسه متوقف شده است

مدیران پروژه برای حل مشکل ایمنی نوترون، قصد دارند در سال ۲۰۳۴ عملیات همجوشی را به‌طور جدی آغاز کنند تا بتوانند با دستیابی به داده‌های واقعی، قبل از افزایش سطح قدرت و نوترون، صحت مدل‌هایشان را تایید کنند. ایتر در نهایت با مخلوطی از تریتیوم و دوتریوم، دیگر ایزوتوپ هیدروژن، سوخت‌گیری خواهد شد؛ اما در ابتدا صرفا نوع معمولی هیدروژن را گرم خواهد کرد و سپس به سراغ دوتریوم خالص خواهد رفت که درمقایسه با ترکیب حاوی تریتیوم، نوترون‌های کمتری تولید می‌کند.

پس از ۵ سال، اپراتورها انفجارهای همجوشی کوتاه با مدت کمتر از یک دقیقه را با سوخت قوی‌تر دوتریوم-تریتیوم آغاز خواهند کرد. این انفجارها موجب می‌شوند که ایتر به هدف اعلامی خود، یعنی تولید ۱۰ برابر انرژی بیشتر از انرژی مصرفی دست یابد. اپراتورها پس از اثبات ایمنی رآکتور به بازرسان ASN، می‌توانند تولید انرژی پایدار مورد نیاز هر نیروگاه فعال را آغاز کنند.

با توجه به تمام مشکلات و تاخیرهای پیش‌روی ایتر، تروی کارتر، دانشمند همجوشی در دانشگاه لس‌آنجلس کالیفرنیا، انتظار دارد که درخواست‌ها برای اختصاص بودجه به پروژه‌های تجاری کوتاه‌مدت‌تر افزایش یابد. او باور دارد که حتی اگر ایتر یک رآکتور همجوشی پیشگامانه نباشد، داده‌های غنی جمع‌آوری‌شده درطول ساخت آن می‌تواند به هدایت نمونه‌های اولیه‌ی رآکتورهای تجاری کمک کند.

تبلیغات
داغ‌ترین مطالب روز
تبلیغات
تبلیغات

نظرات