مشاوره رایگان تحصیلی
منو

روشی که امیدها را برای گداخت هسته‌ای بر‌می‌انگیزد

+ 115
رأی شما
- 132

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

+ 115
رأی شما
- 132



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
سوال در مورد پرتاب موشک ماهواره بر و چرخش فیلم (1 پاسخ)
میدان دید عریض از خورشید گرفتگی (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (93 پاسخ)
“سیاهچاله‌ها” در کیهان نخستین چگونه شکل گرفتند؟ (0 پاسخ)
اندیس بالانویس (8 پاسخ)
نمای یک کهکشان از لبه (0 پاسخ)
کهکشان راه شیری واقعأ یک دیسک مسطح نیست! (0 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (106 پاسخ)
یادگیری فیزیک را از کجا شروع کنم؟ (4 پاسخ)
قانون پایستگی انرژی در مغناطیس (1 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (14 پاسخ)
دانشمندان راهی برای سنجش جاذبه مریخ یافتند (0 پاسخ)
آیا اعداد اول فرمول دارند؟ (36 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (27 پاسخ)
سینماتیک سطح شیبدار (8 پاسخ)
کشف یک کهکشان کوچک بصورت تصادفی (0 پاسخ)
اولین عکس از سیاهچاله تقریبا آماده است! (0 پاسخ)
دو ماشین اگر باهم برخورد کنن کمتر صدمه می‌بینند یا به دیوار؟ (62 پاسخ)
خازن باردار (5 پاسخ)
رد نظریه خمیدگی فضا و زمان (6 پاسخ)
برخی آزمایش‌های فیزیک و دلایل آنها (0 پاسخ)
مساحت قسمتی از سطح یک کره چطور محاسبه می‌شود؟ (9 پاسخ)
نیروی کشسانی فنر (2 پاسخ)
جریان ac و dc (2 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (0 پاسخ)
سرعت اسپین الکترون (1 پاسخ)
خواص ذرات و تعمیمش به خواص جهان (0 پاسخ)
ایجاد خلا در لیوان توسط آتش (8 پاسخ)
آیا ریل‌های قطارهایی که مگلو نیستند هم آهنربا می‌شوند؟ (3 پاسخ)
پیشنهاد سرن برای ایجاد یک برخورد دهنده بزرگتر (0 پاسخ)
انتقال انرژی در مدار های الکتریکی از دید کوانتومی (0 پاسخ)
محبوس شدگی کوارکی (2 پاسخ)
ایراد معادله پیوستگی (40 پاسخ)
یادگیری فیزیک انفرادی (4 پاسخ)
حل مسائل کتاب معادلات دیفرانسیل بویس (0 پاسخ)
معما های سخت (330 پاسخ)
چرا پروتون، الکترون را جذب می‌کند؟ (1 پاسخ)
تست هوش واقعی (32 پاسخ)
کتاب پایه برای فیزیک کوانتوم چیست؟ (4 پاسخ)
عکسی دروغین؟! (15 پاسخ)
نامرئی کردن با شکست نور (3 پاسخ)
درخواست کتاب فارسی ریاضی فیزیک آرفکن (4 پاسخ)
انرژی اشعه بتا (1 پاسخ)
تبدیل میدان مغناطیسی به میدان الکتریکی (1 پاسخ)
باز بهنجارش اختلالی (0 پاسخ)
استفاده از شبکه ی اسپین و فوم اسپین برای برهمکنش های ریسمان (0 پاسخ)
معادله زمان شرودینگر (3 پاسخ)
نظریه ریسمان (7 پاسخ)
تولید ماده و نظریه ریسمان (1 پاسخ)
اگر زمان وجود نداشت چه می شد،پیامد های آن چیست؟ (83 پاسخ)
4 سوال از مکانیک ۲ دانشگاه (5 پاسخ)
چاه (تابع) پتانسیل (1 پاسخ)
انیشتین و واقعیت کوانتومی (0 پاسخ)
فضای تکانه (5 پاسخ)
بوزون هیگز، امپراطور تمام ذرات (0 پاسخ)
چیزی بعنوان نیروی گریز از مرکز وجود ندارد! (36 پاسخ)
چرا ماده از پاد ماده بیشتر است؟ (0 پاسخ)
میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
جفت شدگی ریسمان‌ها و غشا‌ها (0 پاسخ)
وزنه و فنر در آسانسور (2 پاسخ)
مقالات فیزیک
کشفی عجیب درباره سیاهچاله‌ها
با آلودگی هوا خداحافظی کنید
کمبود خواب،‌ شما را به آلزایمر دچار خواهد کرد!
ربات‌ها چه تصوری از خود دارند؟
شرح دقیقی از ساختاری کوانتومی از کربن
اولین سلاح دوربُرد، چه زمانی ساخته شد؟
درمان سرطان با دارویی سیارکی
عمیق‌ترین تصویر ثبت شده از جهان
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۱۴
چرا باید مراقب مسواک زدن کودکان باشیم؟
سیاهچاله‌ها در آغاز کیهان چگونه متولد شدند؟
همه‌چیز درباره‌ی میتسوبیشی ASX کراس اوور
تأثیر آلودگی هوا بر سلامت جنسی
در منطقه‌ی چرنوبیل چه می‌گذرد؟
بیماری‌هایی که همراه با سرطان به سراغ ما می‌آیند
تماشای جزئیات جدید اولتیما تولی
گونه‌ی جدیدی از اجداد انسان را کشف کردیم
چرا پانداهای غول‌پیکر فقط بامبو می‌خورند؟
پروتئینی که باعث رشد سرطان می‌شود!
روش ساخت موادی قوی‌تر و ماندگارتر
اثر گرمایش ماده‌ی تاریک چیست؟
چه آینده‌ای در انتظار قطب شمال است؟
ساخت اجسام فلزی در ابعاد مولکولی!
ترکیبی جدید برای درمان افسردگی و اعتیاد!
حیات چگونه به زمین منتقل شد؟
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۱۳
چالشی در شبکه‌های اجتماعی و توجه به تغییرات اقلیمی
رابطه‌ی فست‌فودها با مرگ زودرس
شباهت سیاه‌چاله‌ها با کامپیورهای کوانتومی
نیروی جادویی سنگ‌های قیمتی، راست یا دروغ؟!
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
چه قومی برای اولین بار، ستاره‌ی راس‌الغول را کشف کرد؟ (0+)
شهرهای متکی بر انرژی خورشیدی (0+)
پیشگیری از عوارض جانبی داروهای شیمی‌درمانی (0+)
خطر رونق تجارت قانونی عاج ماموت‌ها (0+)
انتظار دانشمندان برای برخورددهنده‌ای قدرتمندتر از سرن (0+)
منبعی جدید برای تغذیه‌ی سیاه‌چاله‌ها (0+)
چرا انسان‌های اولیه با نئاندرتال‌ها رابطه‌ی جنسی برقرار می‌کردند؟ (0+)
خرابی دوربین هابل، باعث تاخیر در تعمیر این تلسکوپ می‌شود. (0+)
غذاهای غنی از فیبر خطر ابتلا به بیماری‌های مزمن را کاهش می‌دهد. (0+)
کشف سیاره‌ای فراخورشیدی در سیستم ستاره‌ای دوتایی (0+)
تغییر در فصل مهاجرت و کوچ پرندگان (0+)
محققان ضربان‌ساز بی‌سیمی را برای مغز طراحی کردند. (0+)
آینده‌ای درخشان در انتظار سیاه‌چاله‌ی مرکزی کهکشان راه‌شیری (0+)
دلیلی مردانه، برای سقط جنین‌های طبیعی زنان (0+)
صنعت تحویل بار در انتظار تحولی جدید (0+)
ادامه ...