۷ داستان برتر همجوشی هسته‌ای ۲۰۲۴ که باید بخوانید

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، در حالی که در سال ۲۰۲۴ جرقه‌هایی در سراسر بخش انرژی پخش شد، این پیشرفت‌های پیشگامانه در گداخت هسته‌ای بود که واقعاً تیتر اخبار را برانگیخت.

از کلاس‌های درس مدارس گرفته تا آزمایشگاه‌های پیشرفته، تحقیقات گداخت هسته‌ای در همه جا گسترش یافته است.

این پیشرفت‌ها ما را به آینده‌ای نزدیک‌تر می‌کنند که از انرژی همجوشی پاک و فراوان نیرو می‌گیرد.

راکتور همجوشی هسته‌ای ایجاد شده توسط یک نوجوان مدرسه‌ای با موفقیت پلاسما به دست آورد

سزار منکارینی، یک دانش آموز ۱۷ ساله، یک راکتور همجوشی هسته‌ای کوچک به عنوان بخشی از سطوح A خود ساخت. منکارینی ارزیابی‌های کاملی از خطر انجام داد و از حمایت کامل مدرسه خود برخوردار شد. راکتور او که نوترون تولید می‌کند، در جشنواره علوم کمبریج نیز به نمایش گذاشته شد و در آزمون‌های سطح A نمره A* را برای او به ارمغان آورد.

راکتور منکارینی از ولتاژ بالا برای ایجاد شرایط لازم برای همجوشی استفاده می‌کند، اگرچه نمی‌تواند فشار عظیم تولید شده توسط خورشید را تکرار کند.

منکارینی ۱۸ ماه را صرف توسعه این راکتور کرد، که او همچنین از آن برای صلاحیت پروژه توسعه یافته خود (EPQ) استفاده کرد.

در ابتدا، “خورشید مصنوعی” چین به میدان مغناطیسی در همجوشی هسته‌ای دست می‌یابد

دانشمندان چینی با استفاده از HL-۳ tokamak، “خورشید مصنوعی” خود، ساختار میدان مغناطیسی جدیدی را کشف کردند که کنترل و محصور کردن پلاسمای فوق گرم را در دستگاه بهبود می‌بخشد. این دستاورد که برای اولین بار در جهان رقم خورد، نتیجه همکاری بین المللی با نهاد‌هایی مانند کمیسیون انرژی‌های جایگزین و انرژی اتمی فرانسه و دانشگاه کیوتو در ژاپن بود.

HL-۳ tokamak بزرگترین و پیشرفته‌ترین دستگاه همجوشی هسته‌ای چین است که فرآیند انرژی خورشید را تکرار می‌کند.

این آخرین کشف بر اساس موفقیت قبلی آنها در دستیابی به جریان پلاسمایی ۱ میلیون آمپر است. این پیشرفت موقعیت پیشرو چین را در تحقیقات همجوشی مستحکم می‌کند.

WHAM رکورد میدان مغناطیسی را در آزمایش موفقیت آمیز همجوشی هسته‌ای شکست

محققان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون با آزمایش WHAM خود به یک نقطه عطف بزرگ در تحقیقات انرژی همجوشی دست یافتند. آنها پلاسما را در میدان مغناطیسی ۱۷ تسلا تولید کردند که قوی‌ترین پلاسما است که تا به حال در چنین دستگاهی استفاده شده است و رکورد جهانی جدیدی را به ثبت رساند.

این پیشرفت با استفاده از آهنربا‌های ابررسانا با دمای بالا (HTS) امکان پذیر شد و رویکرد “آینه مغناطیسی” به انرژی همجوشی را احیا کرد.

این دستاورد می‌تواند منجر به توسعه سیستم‌های همجوشی کوچکتر و مقرون به صرفه‌تر شود. آزمایش WHAM پتانسیل فناوری HTS را در پیشرفت تحقیقات فیوژن نشان می‌دهد.

اولین موفقیت در اشتعال همجوشی در جهان: شرکت آمریکایی برنده جایزه معتبر شد

جنرال اتمیکس جایزه معتبر R&D ۱۰۰ را برای سیستم پیشگامانه ۴Pi دریافت کرد. این یک فناوری حیاتی بود که برای دستیابی به اولین اشتعال همجوشی کنترل شده در جهان استفاده شد. این نقطه عطف، که در تأسیسات احتراق ملی به دست آمد، امکان‌پذیری تولید انرژی پاک از همجوشی هسته‌ای را نشان داد.

سیستم ۴Pi نقش حیاتی در موفقیت آزمایش ۲۰۲۲ ایفا کرد، جایی که از لیزر برای فشرده سازی سوخت و شروع یک واکنش همجوشی استفاده شد که انرژی بیشتری نسبت به شروع آن تولید کرد.

از دسامبر ۲۰۲۲، دانشمندان پنج بار به احتراق همجوشی دست یافته اند که سیستم ۴Pi در این آزمایش‌ها یکپارچه است.

ساندویچ به قدرت ستاره: سس مایونز ممکن است گداخت هسته‌ای «هرگز ناپایدار» را باز کند

محققان دانشگاه لی‌های از سس مایونز به روشی جدید استفاده کردند: برای مطالعه پیچیدگی‌های همجوشی هسته ای. سس مایونز، زمانی که تحت فشار قرار می‌گیرد، رفتار پلاسما، ماده فوق گرم در قلب واکنش‌های همجوشی را تقلید می‌کند. این به دانشمندان اجازه داد تا ناپایداری‌های هیدرودینامیکی را در یک محیط امن و کنترل شده بررسی کنند.

با تجزیه و تحلیل سس مایونز در شرایط مختلف، تیم به بینش‌هایی در مورد بی ثباتی Rayleigh-Taylor دست یافت، پدیده‌ای که می‌تواند مانع از واکنش‌های همجوشی شود.

تیم تحقیقاتی برای شبیه سازی شرایط جریان پلاسما در سس مایونز از یک چرخ چرخان سفارشی ساخته شده استفاده کردند.

چین با بهبود ۱۰ برابری در سرعت اندازه گیری پلاسما به نقطه عطف همجوشی دست می‌یابد

دانشمندان چینی با به کارگیری هوش مصنوعی پیشرفت چشمگیری در تحقیقات انرژی همجوشی داشتند. آنها شبکه‌های عصبی را با طیف سنجی کریستالی اشعه ایکس برای بهبود نظارت و کنترل راکتور‌های همجوشی یکپارچه کردند. این رویکرد امکان اندازه‌گیری در زمان واقعی پارامتر‌های مهم پلاسما مانند دمای یون و سرعت چرخش را فراهم کرد.

شبکه‌های عصبی که بر روی مجموعه داده‌های گسترده آموزش دیده اند، می‌توانند به سرعت سیگنال‌های اشعه ایکس از پلاسما را تفسیر کنند و اندازه گیری‌های دقیق را بسیار سریعتر از روش‌های سنتی ارائه دهند.

مدل شبکه عصبی عمیق (DNN) توسعه یافته توسط این تیم بیش از ۱۰ برابر سریعتر از روش‌های سنتی برای اندازه گیری دمای یون و سرعت چرخش است.

ایالات متحده غار بخار لیتیوم را کامل می‌کند، سد حرارتی راکتور همجوشی هسته‌ای را می‌شکند

دانشمندان آمریکایی در حال مقابله با گرمای بسیار زیاد تولید شده در راکتور‌های همجوشی هستند. آنها یک “غار” بخار لیتیوم را پیشنهاد کرده اند که به طور استراتژیک در نزدیکی کف توکامک قرار گرفته است، جایی که می‌تواند گرمای اضافی را بدون ایجاد اختلال در واکنش همجوشی به طور موثر دفع کند. این طراحی ساده‌تر جذب گرما را بهینه می‌کند و ساخت و ساز را ساده می‌کند.

علاوه بر این، محققان در حال بررسی یک دیوار متخلخل رو به پلاسما هستند که به لیتیوم مایع اجازه می‌دهد تا مستقیماً روی سطح در معرض پلاسما جریان یابد.

این خنک کننده هدفمند را در جایی که بیشتر مورد نیاز است فراهم می‌کند. غار بخار لیتیومی برای محافظت از توکامک در برابر دمای شدید با جذب و خنثی کردن گرمای اضافی قبل از رسیدن به دیواره کشتی طراحی شده است.

اینها ۷ داستان برتر گداخت هسته‌ای بودند که دنیای انرژی را در سال ۲۰۲۴ به آتش کشیدند. اما سفر به سمت انرژی پاک هنوز به پایان نرسیده است.