José Gómez
یک پروژه پیشگامانه در فورت کالینز، کلرادو آغاز شده است، جایی که استارتاپ آلمانی مارول فیوژن و دانشگاه ایالتی کلرادو در حال همکاری بر روی یک تأسیسات لیزری بزرگ به نام ATLAS به ارزش ۱۵۰ میلیون دلار هستند. این تأسیسات نوآورانه قرار است از سه لیزر پیشرفته استفاده کند تا قدرتی شگفت‌انگیز معادل ۷ پتاوات را آزاد کند، که این خروجی از کل ظرفیت تولید برق ایالات متحده بیش از ۵۰۰۰ برابر بیشتر است.
هر پالس لیزر تنها ۱۰۰ کوادریلیونیم ثانیه طول می‌کشد، و شرایطی مشابه آنچه در ستاره‌ها وجود دارد، ایجاد می‌کند که قادر به ادغام اتم‌ها است. جامعه علمی به مدت طولانی به بررسی پتانسیل لیزرها برای ادغام پرداخته است و به طور قابل توجهی، پیشرفت مهمی در سال ۲۰۲۲ رخ داد زمانی که تأسیسات ملی احتراق یک سود انرژی خالص از چنین واکنشی به دست آورد. این موفقیت امیدواری زیادی را به وجود آورده است که رویای بهره‌برداری از انرژی همجوشی ممکن است به زودی به واقعیت نزدیک‌تر شود.
مارول فیوژن قصد دارد این پروژه را با طراحی تأسیسات ATLAS به گونه‌ای پیش ببرد که ده انفجار لیزری در هر ثانیه اتفاق بیافتد. این فرکانس برای حفظ یک واکنش همجوشی مداوم ضروری است و به سمت یک منبع قابل اعتماد و انرژی پاک سوق می‌دهد. همکاری بین این دو نهاد همچنین هدف‌گذاری برای پیشرفت‌های فناوری است که عملکرد لیزر را بهبود بخشد و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد.
با هدف تکمیل ساخت و ساز تا سال ۲۰۲۶، هر دو شریک مشتاق‌اند که حضوری قوی در حوزه انرژی همجوشی ایجاد کنند و زمینه‌های اضافی مانند پزشکی و تصویربرداری پیشرفته را کشف کنند.
انقلاب در انرژی همجوشی: تأسیسات ATLAS
در سال‌های اخیر، تلاش برای یافتن راه‌حل‌های پایدار انرژی رونق یافته است و انرژی همجوشی به عنوان یک مرز نویدبخش در این زمینه محسوب می‌شود. تأسیسات ATLAS، یک پروژه پیشگامانه که توسط استارتاپ آلمانی مارول فیوژن در همکاری با دانشگاه ایالتی کلرادو آغاز شده است، هدف دارد تا در خط مقدم این انقلاب انرژی قرار گیرد. در حالی که مقاله قبلی جنبه‌های کلیدی این ابتکار ۱۵۰ میلیون دلاری را بررسی کرده است، چندین جزئیات مهم دیگر نیز می‌طلبد که بیشتر بررسی شوند.
هدف اصلی تأسیسات ATLAS چیست؟
هدف اصلی ATLAS دستیابی به انرژی همجوشی اقتصادی است. این شامل بهبود فرایند همجوشی برای تولید انرژی است و همچنین توسعه فناوری‌هایی برای ارزان و دسترسی‌پذیر ساختن این انرژی. تأسیسات ATLAS به دنبال تولید انرژی فراتر از قابلیت‌های کنونی ابتکارات همجوشی موجود است و به سوی هدفی حرکت می‌کند که در آن همجوشی یک منبع انرژی عملی برای استفاده گسترده است.
برخی از مزایای کلیدی انرژی همجوشی در مقایسه با منابع انرژی convencional چیست؟
1. تأمین سوخت فراوان: همجوشی عمدتاً از ایزوتوپ‌های هیدروژن مانند دوتریوم و تریتیوم استفاده می‌کند که فراوان هستند و می‌توان آنها را از آب دریا و لیتیوم استخراج کرد.
2. تبعات زیست‌محیطی حداقل: در حین عملیات، همجوشی هیچ گونه گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کند و این آن را جایگزینی پاک‌تر نسبت به سوخت‌های فسیلی می‌سازد و نقشی کلیدی در مبارزه با تغییرات اقلیمی ایفا می‌کند.
3. ایمنی: بر خلاف شکافت هسته‌ای، همجوشی واکنش زنجیره‌ای ندارد؛ هرگونه اختلال در عملیات، واکنش را متوقف می‌کند و به طور قابل توجهی خطر تصادفات را کاهش می‌دهد.
آیا چالش‌ها و کشمکش‌هایی در توسعه انرژی همجوشی وجود دارد؟
با وجود مزایای آن، انرژی همجوشی با چندین مانع مواجه است:
1. پیچیدگی‌های فنی: دستیابی و حفظ شرایط شدید لازم برای همجوشی (دما و فشارهای بالا) هنوز یک مانع فنی اصلی باقی‌مانده است.
2. هزینه: سرمایه‌گذاری اولیه و هزینه‌های عملیاتی برای تأسیس تأسیسات همجوشی قابل توجه است و باعث بحث‌هایی درباره تأمین مالی و پایداری اقتصادی می‌شود.
3. تصویر عمومی: بین مردم نسبت به ایمنی و قابلیت اجرای انرژی همجوشی تردید و نگرانی وجود دارد که می‌تواند حمایت از تأمین مالی و ابتکارات سیاستی را خنثی کند.
چه چیزی تأسیسات ATLAS را از دیگر پروژه‌های همجوشی متمایز می‌کند؟
طراحی تأسیسات ATLAS از فناوری‌های پیشرفته برای بهبود عملکرد لیزر و کارآیی عملیاتی استفاده می‌کند. با برنامه‌ریزی برای تولید ده پالس لیزری در هر ثانیه، ATLAS هدف دارد تا یک فرآیند همجوشی مداوم را برقرار کند، یک دستاورد که هنوز توسط سایر تأسیسات به دست نیامده است. این قابلیت ممکن است خروجی‌های انرژی بالاتری ایجاد کند و به طور بالقوه نحوه بهره‌برداری از انرژی همجوشی را متحول کند.
چه فرصت‌های آینده‌ای ممکن است از این فناوری همجوشی به وجود آید؟
انرژی همجوشی کاربردهایی فراتر از تولید برق دارد. فناوری‌ها و متدولوژی‌های توسعه یافته در تأسیسات ATLAS ممکن است بر زمینه‌های مختلف تأثیر بگذارد، از جمله:
– فناوری‌های پزشکی: تکنیک‌های همجوشی ممکن است به پیشرفت‌های درمان سرطان و تصویربرداری پزشکی منجر شود.
– اکتشاف فضایی: پتانسیل برای خروجی انرژی بالا می‌تواند سیستم‌های پیشرانه کارآمدتری برای سفرهای بین ستاره‌ای فراهم کند.
با توجه به اینکه جهان به دنبال انتقال از سیستم‌های انرژی با کربن زیاد است، پروژه‌هایی مانند تأسیسات ATLAS حیاتی هستند. در حالی که راه به سمت انرژی همجوشی عملی با چالش‌هایی همراه است، مزایای بالقوه، همراه با راه‌حل‌های نوآورانه، می‌تواند راه را برای آینده‌ای تمیزتر و پایدارتر در انرژی هموار کند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انرژی همجوشی و تحولات در این حوزه، به ITER، یک پروژه بین‌المللی تحقیق و مهندسی همجوشی مستقر در فرانسه، مراجعه کنید.
