مشاوره رایگان تحصیلی
منو

روشی که امیدها را برای گداخت هسته‌ای بر‌می‌انگیزد

+ 153
رأی شما
- 139

راز موفقیت در همجوشی هسته‌ای، لیزر، آهنربا و یک نیروی بزرگ موسوم به زی-پینچ (یا تنگش زتا) است.

تخلیه‌ی الکتریکی شدید ماشین Z در آزمایشگاه ملی ساندیا برای راه‌اندازی همجوشی هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ماشین Z واقع در آزمایشگاه ملی ساندیا در نیومکزیکو، شدیدترین پالس‌های جریان الکتریکی را روی زمین تخلیه می‌کند. در این ماشین، جریانی به میزان میلیون‌ها آمپر به سمت یک استوانه‌ی فلزی با ابعاد مدادپاک‌کن می‌تواند فرستاده شود که باعث القای میدان مغناطیسی می‌شود و آن به نوبه‌ی خود، نیرویی به نام زی-پینچ (تنگش زتا) (Z pinch) را ایجاد می‌کند که در کسری از ثانیه استوانه را خرد می‌کند.

از سال 2012 پژوهشگران از این نیرو برای انفجار درونی استوانه‌های پر شده با ایزوتوپ‌های هیدروژن استفاده کرده‌اند به امید آنکه به دما و فشار بسیار بالای مورد نیاز برای تولید انرژی از طریق همجوشی هسته‌ای دست یابند. آن‌ها علی رغم همه‌ی تلاش‌های خود، هنوز موفق نشده‌اند تا به احتراق مورد نظر دست یابند؛ نقطه‌ای در واکنش گداخت که انرژی‌ای بیشتر از آنچه که صرف تولید آن شده، بدست می‌آید تا از آن پس واکنش بدون نیاز به انرژی خارجی ادامه یابد و به اصطلاح خودنگه‌دار (self-sustaining) شود.

دانشمندان پس از اضافه کردن دو جزء دیگر فکر می‌کنند که سرانجام در مسیر درستی قرار گرفته‌اند. پژوهشگرانی که روی گداخت لختی خطی مغناطیسی (MagLIF) آزمایشگاه ساندیا کار می‌کنند، میدان مغناطیسی ثانویه‌ای را به سیستم اضافه کردند تا از نظر حرارتی سوخت هیدروژنی را عایق‌بندی کنند و نیز از یک لیزر به منظور پیش‌گرمایش آن بهره گرفتند (اینجا را ببینید). در اواخر ماه نوامبر آن‌ها سیستم را با استفاده از جریان الکتریکی‌ای به میزان 16 میلیون آمپر، میدان مغناطیسی به قدرت 10 تسلا و لیزر سبزی با انرژی 2 کیلو ژول برای اولین بار مورد آزمایش قرار دادند.

مارک هرمن (Mark Herrmann) سرپرست ماشین Z در ساندیا می‌گوید: «نتایج هیجان‌انگیز بود و نشان می‌داد که سیستم همانگونه که انتظار داشتیم، عمل می‌کرد.»

این آزمایش 1010 نوترون پرانرژی را نتیجه داد که معیاری برای تعداد واکنش‌های همجوشیِ رخ‌ داده می‌باشد و نیز رکوردی برای MagLIF محسوب می‌شود؛ اگرچه هنوز به حد مطلوب دست نیافته است اما با این وجود، این آزمایش کاربرد مناسب روش‌های مبتنی بر توان پالسی را در گداخت هسته‌ای نشان می‌دهد. دیوید همر (David Hammer) متخصص فیزیک هسته‌ای از دانشگاه کرنل می‌گوید: «به نظر می‌رسد که در اسرع وقت به بهره‌ی قابل‌توجهی با استفاده از توان پالسی دست می‌یابیم.»

بودجه‌ی پروژه‌ی MagLIF به ارزش سالانه 5 میلیون دلار ، در مقایسه با پروژه NIF در کالیفرنیا با بودجه‌ی 3.5 میلیارد دلار و پروژه ITER در فرانسه با بودجه‌ی 20 میلیارد دلار نسبتاً محدود است. در پروژه‌ی NIF از لیزری با انرژی 2 مگا ژول برای انفجار کپسول‌های سوخت استفاده می‌شود و در پروژه‌ی ITER ده‌ها هزار تن آهنربای ابررسانا در یک توکامک دونات‌شکل مورد استفاده قرار می‌گیرد تا پلاسما در سر جای خود برای دستیابی به همجوشی هسته‌ای خودنگه‌دار، باقی بماند.

هردو پروژه با مشکلاتی مواجه‌اند. بعد از یک تلاش پیوسته‌ی دوساله، NIF تا تاریخ مورد نظر در سال 2012 به حد احتراق مورد انتظار برای همجوشی دست پیدا نکرد. هرمن می‌گوید که بهره‌ی همجوشی آن به طور قابل‌توجهی تا 1016 نوترون در آزمایش آخر افزایش پیدا کرده است اما با کاهش بودجه‌ در سال 2014 روبروست و به همین ترتیب، پروژه‌ی ITER نیز نیاز به زمان و بودجه‌ی بیشتری دارد و به نظر نمی‌رسد که تا سال 2027 قابل بهره‌برداری باشد؛ در حالی که پیش‌بینی اولیه‌ی آن 11 سال کمتر از این زمان بوده است.

پروژه‌ی MagLIF نه تنها ارزانتر است بلکه به نظر می‌رسد که مزایای فنی نیز داراست. لیزر بکار رفته در آن علاوه بر پیش‌گرمایش سوخت هیدروژنی، آن را رساناتر و در نتیجه بیشتر مستعد پذیرش نیروی زی-پینچ قرار می‌دهد. بعلاوه در مقاله‌ای که در اواخر سال گذشته منتشر شد، پژوهشگران MagLIF شواهدی آوردند مبنی بر آنکه میدان مغناطیسیِ ثانویه‌ی بکار رفته و همچنین عایق‌سازی سوخت ممکن است اثر جانبی خوشایندِ ایجاد ثبات استوانه را هنگام انفجار به همراه داشته باشد (اینجا را ببینید). استفان اسلوز (Stephen Slutz) یکی از پژوهشگران ساندیا که سیستم MagLIF را در سال 2009 پیشنهاد کرد، می‌گوید که اگر چنین باشد، ناپایداری‌های هیدرودینامیکی که می‌توانند سوخت و انرژی را قبل از آنکه همجوشی آغاز شود، پراکنده کند، کاهش پیدا می‌کند.

طی چند سال آینده، پژوهشگران MagLIF قصد دارند تا هر سه شاخص را در دسترس قرار دهند. آن‌ها قادرند ماشین Z را تا 27 میلیون آمپر، میدان مغناطیسی را تا 30 تسلا و انرژی لیزر را تا 8 کیلوژول ارتقاء دهند. آن‌ها همچنین قصد دارند در سوخت از دو ایزوتوپ دوتریوم و تریتیوم باهم استفاده کنند تا بهره نوترونی افزایش پیدا کند. آن‌ها امیدوارند تا سال 2015 به بهره‌ی 1016 نوترون یا حدود 100 کیلوژول انرژی دست یابند که برای احتراق مورد نظر کافی می‌باشد.

psi.ir

+ 153
رأی شما
- 139



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
پارسی را پاس بداریم (984 پاسخ)
سوالی ساده در جهت نشان دادن اثبات پدیده گرانش حرکتی (8 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (51 پاسخ)
مسئله ی سیملوله (5 پاسخ)
خطوط میدان الکتریکی (4 پاسخ)
مطالبی پیرامون محاسبه مجدد ثابت جهانی گرانش (0 پاسخ)
مقدار ثابت جهانی گرانش باید اندکی تغییر کند (2 پاسخ)
پذیرش برای دوره کارشناسی در رشته فیزیک (1 پاسخ)
سوال در مورد جریان الکتریکی (5 پاسخ)
اتصال کوتاه خروجی های ژنراتور، روتور (3 پاسخ)
نظریه ی غلظت (68 پاسخ)
زمین تخت گرایان (168 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (2 پاسخ)
منظور معادله E=mc2 چیه؟! (1 پاسخ)
جزئیات الکترون و ... (8 پاسخ)
فنر در میدان الکتریکی (سوالی نسبیتی) (4 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (28 پاسخ)
فرق ایزوتوپ پایدار و ایزوتوپ ناپایدار چیست؟ (6 پاسخ)
آموزش فرمول نویسی در هوپا با Mathjax (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (27 پاسخ)
روش دقیق بدست آوردن ثابت هابل (7 پاسخ)
پارادوکس فوتو الکتریک (23 پاسخ)
تصاویر نجومی (2000 پاسخ)
نفوذ پذیری امواج الکترومغناطیس (16 پاسخ)
مشاهده عجیب یک ستاره (6 پاسخ)
آیا با رد قانون پایستگی انرژی موافقید؟ (32 پاسخ)
کهکشان راه شیری تخت نیست، پیچ‌وتاب دارد (0 پاسخ)
سوال در مورد میدان مغناطیس (18 پاسخ)
بررسي روزانه وضعيت جوي كشور (8 پاسخ)
فرمولی برای محاسبه رسیدن خودرو به خط پایان (4 پاسخ)
یاد گرفتن ریاضی به صورت حرفه‌ای (6 پاسخ)
دلیل سرعت بالای چرخش سیاهچاله های چرخان (0 پاسخ)
پیش بینی لنگ زدن محور چرخش اکثر کهکشان ها و ستارگان بزرگ (0 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (8 پاسخ)
چرا الکترون باید تغییر مکان بده؟ ( طبق کوانتوم) (3 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (9 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (4 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (101 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
نیروی پنجم؟ (0 پاسخ)
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (4 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (15 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (13 پاسخ)
ساده ترین بیان برای منشاء گرانش (18 پاسخ)
پیش بینی چرخش خودکار کهکشان ها (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
منشاء مهمان ناخوانده‌ی اسرارآمیز در منظومه‌ی شمسی
آیا ما انسان‌ها در بین موجودات خیلی خاص هستیم؟
سلامت و تندرستی زنان در گرو ترک الکل
چطور با والدین خود در مورد موضوعات مهم گفتگو کنیم؟
درختان چگونه به کمک زمین می‌آیند؟
پیش‌بینی‌های آب و هوایی دقیق‌تر می‌شوند
چگونه یک برنامه ورزشی خوب داشته باشیم؟
باغ وحش خودروها
روش صحیح نشستن پشت کامپیوتر
بیگانگان در کجای کیهان هستند؟
دانشمند ایرانی حالت جدیدی از ماده را کشف کرد
چطور یک کتاب خوب برای مطالعه انتخاب کنیم؟
چگونه حافظه‌ی خود را تقویت کنیم؟
عاقبت انسان‌ها به جنگ غذا ختم می‌شود؟
کشف دایناسوری پرنده با فسیلی در شکمش!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و پنج
چگونه حلقه‌ی طلای خود را تمییز کنیم؟
اختفا ستاره‌ای اقمار سیاره‌ی مشتری
تصویری باکیفیت از یک آنزیم فعال
ایدز درمان شد
انسان‌های اولیه چه زمانی به اروپا رسیدند؟
حشرات نیز درد را حس می‌کنند
مشاهده‌ی مریخ‌نورد کنجکاوی از فضا
چگونه هوشمندانه سفر کنیم؟
خطر کور شدن، بیخ چشمان شماست
چگونه یک باغچه زیبا بسازیم؟
سیب می‌تواند برای شما مضر باشد!
چه کسی اولین بار در ماه رفع حاجت کرد؟!
پنج ترفند برای اینکه موهای‌تان بلندتر به‌نظر برسد
آیا نوشیدنی‌های قندی سرطان‌زا هستند؟
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
نخستین اُرگانیسم‌های چندسلولی، چه‌شکلی بوده‌اند؟ (0+)
کهکشان تنهای کوتوله (0+)
بوی خوب کیک و بیسکویت از چه‌چیزیست؟ (0+)
فضاپیمای هندی به سمت کره ماه پرتاب شد! (0+)
سیاه‌چاله‌‌ها چقدر وزن دارند؟ (0+)
چهار بُعد برای حرکت اتم‌ها (0+)
کشف دو گونه‌ی جدید از پرندگان در غرب آفریقا (0+)
این کهکشان دلیل فروپاشی ستارگان را فاش کرد (0+)
روشی جدید برای طبقه‌بندی مواد معدنی (0+)
اختلال اوتیسم چگونه شروع می‌شود؟ (0+)
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و دو (0+)
آیا گیاهان دارای آگاهی هستند؟ (0+)
تاثیرات نسبیت اینشتین در اطراف یک سیاه‌چاله (0+)
به موسیقی پروتئین‌ها گوش کنید؛ آن‌ها می‌نوازند! (0+)
نئاندرتال‌ها ۵۵هزار سال قبل، از چسب استفاده می‌کردند! (0+)
ادامه ...