لیزر‌های پرقدرت رویا‌های انرژی همجوشی را روشن می‌کنند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، لیزر‌های قدرتمند یک گلوله سوخت را فشرده می‌کنند و باعث واکنش همجوشی می‌شوند که مشابه نحوه تولید انرژی خورشید انرژی زیادی آزاد می‌کند.

Focused Energy، یک استارت آپ انرژی همجوشی، توافق نامه‌ای را برای ایمن سازی دو تا از قوی‌ترین لیزر‌های جهان که به طور خاص برای نقش حیاتی آنها در تحقیقات همجوشی هسته‌ای طراحی شده اند، امضا کرده است.

این اکتساب استراتژیک، که با مشارکت سازنده برجسته لیزر Amplitude ساخته شده است، گامی مهم به جلو در ماموریت Focused Energy برای دستیابی به همجوشی محصور اینرسی (ICF) است.

فناوری همجوشی محصور کننده اینرسی یک راه حل بالقوه برای نیاز‌های رو به رشد انرژی جهان با منبع بی حد و حصر انرژی پاک ارائه می‌دهد.

این استارت‌آپ در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت: «این سیستم‌های لیزری به‌عنوان پایه‌ی فن‌آوری‌ای عمل خواهند کرد که از آنها Focused Energy آرایه‌های لیزری مدولار لازم برای یک نیروگاه آزمایشی همجوشی که قادر به تأمین انرژی پاک به شبکه است، بسازد.»

ICF انرژی متمرکز از لیزر‌های پرقدرت استفاده می‌کند

فرآیند همجوشی محصور کننده اینرسی انرژی متمرکز از لیزر‌های پرقدرت زیادی که به سمت یک گلوله سوخت کوچک هدایت می‌شوند، استفاده می‌کند.

انرژی لیزر گلوله را فشرده می‌کند و چگالی و دمای آن را تا حد بسیار زیاد افزایش می‌دهد. این یک واکنش همجوشی را آغاز می‌کند، فرآیندی را که در خورشید اتفاق می‌افتد منعکس می‌کند و مقدار قابل توجهی انرژی آزاد می‌کند.

این روش قبلاً با نشان دادن قدرت همجوشی مثبت خالص در سال ۲۰۲۲، به لطف پیشرفت تاسیسات احتراق ملی ایالات متحده (NIF) به یک نقطه عطف تاریخی دست یافته است.

این توان خالص مثبت به این معنی است که واکنش همجوشی انرژی بیشتری نسبت به لیزر‌های مورد استفاده برای شروع آن تولید می‌کند.

با این حال، مسیر رسیدن به انرژی همجوشی تجاری قابل دوام همچنان چالش‌هایی را به همراه دارد که دانشمندان و مهندسان در تلاش برای غلبه بر آن هستند.
غلبه بر چالش‌ها در قدرت فیوژن

برای مقابله با چالش ها، Focused Energy در حال سرمایه گذاری در فناوری لیزر است. دو لیزری که آنها از Amplitude دریافت می‌کنند در کلاس کیلو ژول طبقه بندی می‌شوند و برای بازده انرژی و نرخ تکرار بالا طراحی شده اند.

این ویژگی‌ها برای انجام آزمایش‌های مورد نیاز برای پیشبرد تحقیقات همجوشی، به‌ویژه برای بهینه‌سازی فشرده‌سازی گلوله‌های سوخت دوتریوم-تریتیوم، حیاتی هستند.

در بیانیه مطبوعاتی توضیح داده شده است: بر اساس رویکرد همجوشی لیزری درایو مستقیم انرژی متمرکز، لیزر‌ها اهداف سوخت همجوشی دوتریوم/تریتیوم در مقیاس میلی‌متری را فشرده و سپس مشتعل می‌کنند.

لیزر‌های جدید، انرژی متمرکز را قادر می‌سازد تا پیچیدگی‌های عملکرد لیزر و طراحی هدف همجوشی را بررسی کند.

ویژگی قابل توجه این لیزر‌ها توانایی آنها در شلیک یک پالس لیزر در هر ۶۰ ثانیه است. این امکان یک فرآیند آزمایشی سریع را فراهم می‌کند.

وعده انرژی همجوشی

Focused Energy در حال ساخت یک مرکز جدید در منطقه خلیج سانفرانسیسکو برای نگهداری این لیزر‌ها است. این تاسیسات که انتظار می‌رود طی دو سال آینده به بهره برداری برسد، به عنوان مرکز تحقیقات همجوشی عمل خواهد کرد.

فیوژن انرژی تأکید کرد: به محض اینکه به همجوشی تجاری رسید، سه قوطی نوشابه سوخت همجوشی دوتریوم/تریتیوم می‌توانند برای یک روز برق شهری به اندازه سانفرانسیسکو را تامین کنند.

رویکرد همجوشی لیزری درایو مستقیم Focused Energy یکی از امیدوارکننده‌ترین راه‌ها برای دستیابی به انرژی همجوشی تجاری قابل دوام است.

به غیر از Focused Energy، چندین استارت آپ دیگر در حال کار بر روی توسعه یک راکتور همجوشی هسته‌ای هستند.

یکی از آنها، سیستم‌های همجوشی مشترک المنافع (CFS) منشعب MIT است که اخیراً اعلام کرد که اولین نیروگاه برق همجوشی تجاری در مقیاس شبکه را در ویرجینیا خواهد ساخت.