در راکتورهای همجوشی هستهای، دانشمندان با ترکیب دو هسته دارای بار مثبت، انرژی و گرمای عظیمی تولید میکنند. با این حال، از آنجا که این هستهها یکدیگر را دفع میکنند، ایجاد شرایط لازم برای غلبه بر این نیروی دافعه یکی از بزرگترین چالشهای این فناوری محسوب میشود. توکامکها با یونیزهکردن ایزوتوپهای هیدروژن و تبدیل آنها به پلاسما، محیط لازم برای وقوع همجوشی را فراهم میکنند. اما این پلاسما بهشدت ناپایدار است و برای دستیابی به واکنشهای پایدار باید به چگالی و دمای بسیار بالایی برسد.
برای تحقق این هدف، توکامکها باید دماهایی در حدود ۱۵۰ میلیون درجه سانتیگراد، معادل تقریباً ۱۰ برابر دمای هسته خورشید، و میدانهای مغناطیسی صدها هزار برابر قویتر از میدان مغناطیسی زمین تولید کنند تا بتوانند پلاسما را مهار و کنترل کنند.
سرمایهگذاری گسترده چین برای تسلط بر فناوری همجوشی
پروژه EAST تنها بخشی از برنامه گسترده چین برای توسعه فناوری همجوشی هستهای است. پکن از سال ۲۰۲۳ تاکنون حدود ۶.۵ میلیارد دلار در این حوزه سرمایهگذاری کرده است. صنعت همجوشی چین که یکی از ارکان برنامه پنجساله توسعه این کشور به شمار میرود، با اتکا به سرمایهگذاریهای دولتی، هماهنگی گسترده میان مراکز تحقیقاتی و توسعه زنجیره تأمین، توانسته است جایگاه خود را در رقابت جهانی تقویت کند.
در همین حال، کشورهای غربی نیز سرمایهگذاریهای قابلتوجهی در این حوزه انجام دادهاند. برای نمونه، در ایالات متحده حدود ۴۲ شرکت فعال در زمینه همجوشی موفق شدهاند نزدیک به ۸ میلیارد دلار سرمایه جذب کنند؛ رقمی که تقریباً نیمی از کل سرمایهگذاری جهانی در این فناوری را تشکیل میدهد.
رکوردهای جدید EAST در مسیر همجوشی پایدار
از زمان آغاز به کار EAST در سال ۲۰۰۶، این پروژه به یکی از مهمترین برنامههای تحقیقاتی همجوشی جهان تبدیل شده و در طول فعالیت خود به دستاوردهای قابلتوجهی رسیده است.در ژانویه ۲۰۲۵ ، این راکتور رکورد طولانیترین واکنش پایدار پلاسما با کیفیت بالا را به ثبت رساند. این آزمایش به مدت ۱۰۶۶ ثانیه ادامه داشت که بیش از دو برابر رکورد پیشین EAST در سال ۲۰۲۳ بود. در جریان این آزمایش، دمای پلاسما به ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد رسید.
یک سال بعد نیز پژوهشگران موفق شدند از محدودیت موسوم به «حد گرینوالد» عبور کنند؛ محدودیتی که حداکثر تعداد ذرات قابل نگهداری در پلاسما پیش از ناپایدار شدن واکنش را مشخص میکند. این دستاورد نشان داد که پلاسما میتواند در چگالیهای بسیار بالا نیز پایدار باقی بماند؛ موضوعی که گامی مهم در مسیر تجاریسازی انرژی همجوشی به شمار میرود.
BEST؛ پروژهای برای تولید برق از همجوشی
با وجود اهمیت EAST، اکنون پروژه دیگری به نام BEST یا «توکامک ابررسانای تجربی پلاسمای سوزان» به کانون توجه برنامههای همجوشی چین تبدیل شده است. انتظار میرود ساخت این راکتور در سال ۲۰۲۷ به پایان برسد و به نخستین سامانهای تبدیل شود که بتواند در مقیاس عملی از واکنش همجوشی برق تولید کند.این راکتور در مراحل اولیه از ایزوتوپهای دوتریوم و تریتیوم تأمینشده از منابع خارجی استفاده خواهد کرد. تریتیوم مادهای کمیاب و دشوار برای نگهداری است، اما پژوهشگران امیدوارند در آینده با استفاده از پوششهای ویژه لیتیومی، امکان تولید تریتیوم در داخل راکتور فراهم شود؛ قابلیتی که میتواند زمینهساز تولید پایدار انرژی همجوشی باشد.
علاوه بر BEST، چین در حال توسعه «راکتور آزمایشی مهندسی همجوشی» نیز هست که انتظار میرود تا پایان دهه جاری میلادی به بهرهبرداری برسد. همچنین پکن برنامه دارد تا سال ۲۰۳۰ پروژه Xinghuo را به عنوان نخستین نیروگاه جهان با ترکیب فناوریهای همجوشی و شکافت هستهای عملیاتی کند.
آینده انرژی در سایه رقابت جهانی همجوشی
برنامه توسعه همجوشی چین بر پایه یک راهبرد متمرکز دولتی پیش میرود. در همین راستا، دولت چین در ژوئیه ۲۰۲۵ شرکت دولتی «انرژی همجوشی چین» را تأسیس کرد و بیش از ۲.۱ میلیارد دلار سرمایه به آن اختصاص داد. همچنین در مارس ۲۰۲۶ ، دولت این کشور در پانزدهمین برنامه پنجساله خود، انرژی همجوشی را در فهرست هشت فناوری راهبردی و اولویتدار قرار داد.
با این حال، مسیر دستیابی به انرژی همجوشی همچنان با چالشهای متعددی همراه است. تولید قطعات فوقتخصصی در مقیاس صنعتی یکی از مهمترین موانع پیشرو محسوب میشود. اگرچه چین سرمایهگذاری گستردهای در توسعه فناوریهای پیشرفته تولید انجام داده، اما همچنان برای برخی از قطعات کلیدی به تأمینکنندگان خارجی وابسته است.
یکی از نمونههای مهم، زیرلایههای فلزی Hastelloy C276 است؛ آلیاژی ویژه که در ساخت آهنرباهای ابررسانای مورد استفاده در راکتورهای همجوشی کاربرد دارد. چین تولید انبوه این ماده را از اکتبر ۲۰۲۵ آغاز کرده است.
در سطح جهانی نیز رقابت برای دستیابی به انرژی همجوشی با سرعت در حال گسترش است. تاکنون دستکم ۷۷ استارتاپ فعال در این حوزه موفق شدهاند بیش از ۱۵ میلیارد دلار سرمایه جذب کنند. برخی از این شرکتها روی فناوری توکامک متمرکز هستند و برخی دیگر توسعه استلراتورها یا سامانههای همجوشی مبتنی بر لیزر را دنبال میکنند.
در کنار این پروژهها، راکتور آزمایشی گرماهستهای بینالمللی (ITER) بهعنوان بزرگترین پروژه همجوشی جهان نیز همچنان در جنوب فرانسه در حال توسعه است. این پروژه که با مشارکت ۳۴ کشور اجرا میشود، وارد مراحل نهایی ساخت راکتور شده، اما پیشبینی میشود حداقل تا سال ۲۰۳۹ به بهرهبرداری کامل نرسد.
با توجه به سرعت پیشرفت پروژههای مختلف در چین و سایر کشورها، بسیاری از کارشناسان معتقدند انرژی همجوشی هستهای بیش از هر زمان دیگری به واقعیت نزدیک شده و میتواند در دهههای آینده نقش مهمی در تأمین انرژی پاک جهان ایفا کند.∎