به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، یک شرکت انرژی هم‌جوشی مستقر در چین از ساخت نخستین دستگاه توکامک ابررسانای خود با دمای بالا خبر داد و اعلام کرد که قصد دارد تا سال ۲۰۲۷ یک توکامک نسل بعدی و تا سال ۲۰۳۰ یک نمایشگر فناوری بسازد. این دستگاه که «HH70» نام دارد در منطقه شرقی شانگهای واقع شده و نشان‌دهنده ورود چین به بازار انرژی پاک مبتنی بر هم‌جوشی است.

توکامک چیست؟

راکتورهای هسته‌ای به دو دسته شکافتی و هم‌جوشی تقسیم می‌شوند که در نوع اول هسته یک اتم سنگین به هسته دو اتم سبک‌تر شکافته می‌شود و در نوع دوم با ترکیب هسته دو اتم سبک، هسته سنگین‌تری به وجود می‌آید. هم‌جوشی هسته‌ای یک منبع انرژی با آلودگی کم، تقریباً پایان‌ناپذیر و ارزان‌قیمت است. توکامک یا توکامک دستگاهی است که در هم‌جوشی هسته‌ای به‌کار می‌رود.

کاستی‌های منابع انرژی پاک

افزایش اخیر پروژه‌های بادی و خورشیدی در سراسر جهان با هدف کمک به کشورها برای دور شدن از سوخت‌های فسیلی و حرکت به سمت انرژی پاک‌تر صورت می‌گیرد، با این حال این منابع انرژی با مشکلات متناوب مواجه هستند و نمی‌توان آن‌ها را به در هر زمان و مکان مورد استفاده قرار داد. این امر به تداوم اتکای بشر به سوخت‌های فسیلی منجر می‌شود.

انرژی هسته‌ای مبتنی بر شکافت تنها منبع انرژی غیرکربنی شناخته‌شده قابل کنترل توسط انسان به شمار می‌رود، با این حال این فناوری با مخالفت‌های شدیدی بر سر نگرانی‌های ایمنی عملیاتی و تولید مقادیر عظیم زباله‌های هسته‌ای مواجه است؛ بنابراین هم‌جوشی هسته‌ای کمک مؤثری محسوب می‌شود.

قدرت توکامک‌ها

اتم‌های هیدروژن تحت دمای بسیار بالای واکنش‌های هم‌جوشی هسته‌ای، به هلیوم تبدیل می‌شود و مقادیر زیادی انرژی به‌عنوان یک محصول جانبی آزاد می‌کند. این واکنش در خورشید رخ می‌دهد و دانشمندان با ایجاد یک سوپ پلاسمایی از یون‌های هیدروژن و الکترون‌هایی با بار مثبت، تلاش دارند روی زمین نیز آن را تکرار کنند.

توکامک یک ظرف دوناتی‌شکل است که می‌تواند به مهار پلاسما کمک کند تا دمای آن برای تکرار شرایط خورشید افزایش داشته باشد. به همین دلیل است که از آن‌ها به‌عنوان «خورشیدهای مصنوعی» نیز یاد می‌شود.

فعالیت این دستگاه با ایجاد میدان‌های مغناطیسی است که به مهار ذرات داخل پلاسما کمک می‌کند. با استفاده از این فناوری، دانشمندان در سال‌های اخیر انرژی خالص حاصل از واکنش‌های هم‌جوشی هسته‌ای را به دست آورده‌اند. با این حال توکامک‌ها بسیار بزرگ هستند و ساخت آن‌ها گران است.

نخستین توکامک ابررسانا با دمای بالا در چین

توکامک جدید چین کوچک‌تر و ارزان‌تر است و از یک سیستم مغناطیسی ساخته شده از مواد ابررسانا با دمای بالا (HTS) استفاده می‌کند که به‌طور معمول به‌عنوان REBCO (اکسید مس باریم خاکی کمیاب) شناخته می‌شود و می‌تواند در مقیاس بزرگ تولید شود، از این رو تهیه آن ارزان‌تر است. به این ترتیب توکامک‌های شرکت چینی بسیار ارزان‌تر خواهد بود.

شرکت ادعا می‌کند که این ماده به آن اجازه می‌دهد توکامک‌های خود را تنها با دو درصد از حجم انواع معمول فعلی تولید کند. کاهش اندازه و قیمت توکامک‌ها برای تجاری‌سازی این فناوری ایده‌آل است و تنها مانع آن خروجی خالص از واکنش به شمار می‌رود.

نسبت انرژی تولیدشده توسط واکنش به انرژی ورودی مورد نیاز برای حفظ واکنش یک توکامک ۱.۵۳ است و شرکت چینی قصد دارد توکامک‌هایی با نسبت ۱۰ بسازد. این شرکت درصدد تولید توکامک‌های نسل جدید تا سال ۲۰۲۷ و تکمیل نمایشگر فناوری خود در پایان دهه جاری است.

تلاش‌های این شرکت که از سال ۲۰۲۱ آغاز شد، نشان‌دهنده تلاش چین برای پیشرفت در انرژی هم‌جوشی به عنوان منطقه‌ای نوظهور در بخش انرژی پاک است.