روش نوین بازیافت زباله‌های هسته‌ای برای تولید سوخت رآکتورهای همجوشی

کشف روشی نوین برای تبدیل زباله‌های هسته‌ای به سوخت همجوشی

گروهی از پژوهشگران موفق به ارائه روشی نوآورانه برای بازیافت زباله‌های هسته‌ای حاصل از رآکتورهای شکافت شده‌اند. این دستاورد می‌تواند زباله‌های هسته‌ای را به سوختی ارزشمند برای رآکتورهای همجوشی تبدیل کند و گامی مهم در تحقق رویای انرژی پاک و پایدار باشد.

چالش تریتیوم و راهکار نوآورانه

فرایند همجوشی هسته‌ای، با وجود دهه‌ها تحقیق، همچنان دست‌نیافتنی باقی مانده است. بسیاری از دانشمندان بر این باورند که در صورت دستیابی به فناوری‌های لازم، همجوشی می‌تواند به منبعی گسترده، ایمن و پاک برای تأمین انرژی شبکه‌های برق بدل شود. یکی از چالش‌های اصلی در این مسیر، تأمین پایدار تریتیوم است؛ ایزوتوپی از هیدروژن که همراه با دوتریوم، در رآکتورهای آزمایشی برای شبیه‌سازی واکنش‌های درون‌ستارگانی مانند خورشید به‌کار می‌رود.

ترنس تارنووسکی، فیزیکدان هسته‌ای آزمایشگاه لس‌آلاموس، هشدار داده است که کمبود تریتیوم می‌تواند مانعی جدی در مسیر توسعه همجوشی باشد. او می‌گوید: «امروزه در سراسر سیاره فقط چند ده کیلوگرم تریتیوم، چه طبیعی و چه مصنوعی، وجود دارد. پس پرسش اینجاست: این تریتیوم قرار است از کجا تأمین شود؟»

تارنووسکی پیشنهاد می‌کند که زباله‌های هسته‌ای می‌توانند به‌عنوان منبعی مناسب برای تولید این ایزوتوپ حیاتی به کار گرفته شوند. این ایده نه تنها مشکل کمبود تریتیوم را حل می‌کند، بلکه به کاهش حجم زباله‌های رادیواکتیو که نگهداری بلندمدت آن‌ها هزینه‌ای سرسام‌آور دارد، نیز کمک خواهد کرد.

جزئیات روش پیشنهادی

تارنووسکی قصد دارد نتایج پژوهش خود را در کنفرانسی علمی که اواخر امسال برگزار می‌شود، ارائه کند. او در این روش پیشنهاد می‌دهد که با استفاده از شتاب‌دهنده‌ی خطی ابررسانا و در محیطی حاوی لیتیوم مذاب، زباله‌های هسته‌ای را تحت تابش قرار دهد. این فرایند علاوه بر تسریع در فروپاشی اتم‌های اورانیوم و پلوتونیوم، موجب تولید تریتیوم خواهد شد.

به‌گفته‌ی او، بدین شیوه می‌توان «بیش از ده برابر یک رآکتور همجوشی با توان گرمایی مشابه، تریتیوم تولید کرد.»

چشم‌انداز و چالش‌های پیش‌رو

با‌این‌حال، برخی کارشناسان هشدار داده‌اند که رویکرد تارنووسکی ممکن است بیش از اندازه خوش‌بینانه باشد. هرچند بخش خصوصی، به‌ویژه در پاسخ به تقاضای فزاینده برای انرژی ناشی از توسعه هوش مصنوعی، علاقه‌ی فراوانی به پیشرفت در حوزه همجوشی نشان داده است، تبدیل همجوشی به منبع واقعی و فراگیر تولید انرژی هنوز سال‌ها زمان خواهد برد.

دانشمندان مدت زیادی نیست که توانسته‌اند در آزمایش‌های همجوشی، مقدار کمی انرژی بیشتر از آنچه وارد واکنش می‌شود، به دست آورند. اما گسترش این دستاورد در مقیاس نیروگاهی و تولید برق خالص با مقادیر قابل توجه، همچنان با دشواری‌های بزرگی روبه‌رو است. به‌ویژه، مهار پلاسما در شرایط دما و فشار فوق‌العاده بالا که به راکتورهای توکامک نیاز دارد، تاکنون چالشی بسیار پیچیده و پرهزینه باقی مانده است.

گرچه پیشنهاد تارنووسکی می‌تواند گامی مهم در رفع دو مشکل اساسی کمبود سوخت و مدیریت زباله‌های هسته‌ای باشد، تحقق کامل همجوشی هسته‌ای همچنان مستلزم اثبات و آزمایش‌های گسترده‌تر است.