ویدیوی خیره‌کننده شرکت توکامک انرژی از آزمایش همجوشی هسته‌ای با پلاسمای داغ‌تر از خورشید

پلاسمای داغ‌تر از هسته خورشید

درون محفظه توکامک، ابری صورتی‌رنگ از پلاسمای درخشان هیدروژن درحال چرخش است. دمای این پلاسما به سطوحی بالاتر از هسته خورشید می‌رسد. این فرآیند فوق‌العاده داغ، درون یک میدان مغناطیسی بسیار قدرتمند محبوس شده است تا از تماس با دیواره‌های محفظه جلوگیری شود.

نور مرئی که در ویدیو مشاهده می‌شود، تنها از لبه‌های پلاسما ساطع می‌گردد، زیرا هسته پلاسما به قدری داغ است که هیچ نور مرئی از خود منتشر نمی‌کند.

تزریق لیتیوم و تغییر رنگ خیره‌کننده

یکی از صحنه‌های جذاب ویدیو، تزریق دانه‌های لیتیوم به درون محفظه است. این دانه‌ها در ابتدا به رنگ قرمز درخشان ظاهر می‌شوند، اما با نفوذ به عمق پلاسما و یونیزه‌شدن، به هاله‌ای سبزرنگ و تابان تبدیل می‌گردند. این فرآیند، بخشی از تلاش‌ها برای مدیریت و کنترل پلاسما در دماهای بسیار بالا است.

چالش‌های بازتولید انرژی ستارگان روی زمین

همجوشی هسته‌ای، همان فرآیندی است که ستارگان از جمله خورشید را برای میلیاردها سال روشن نگه داشته است. در هسته ستارگان، نیروی گرانش عظیم باعث برخورد اتم‌های کوچک هیدروژن و ترکیب آن‌ها می‌شود که در نتیجه آن، انرژی گرمایی آزاد می‌گردد.

بازتولید این فرآیند روی زمین دشوار است، زیرا ما نیروی گرانش فوق‌العاده یک ستاره را در اختیار نداریم. دستگاه توکامک با استفاده از آهنرباهای ابررسانا، میدانی مغناطیسی قدرتمند ایجاد می‌کند تا پلاسما را به دام اندازد، چرا که هیچ ماده جامدی توان نگهداری این ترکیب فوق داغ را ندارد.

محدودیت‌های سوخت همجوشی

با وجود فراوانی هیدروژن در جهان، ایزوتوپ‌های خاص موردنیاز برای همجوشی روی زمین کمیاب هستند:

• دوتریوم: کمیاب است، اما می‌توان آن را از آب دریا استخراج کرد.
• تریتیوم: بسیار نایاب است و دانشمندان مجبورند آن را با تابش‌دهی لیتیوم تولید کنند.

این محدودیت‌های سوختی، یکی از چالش‌های کلیدی در مسیر تجاری‌سازی انرژی همجوشی هسته‌ای به شمار می‌رود.