خانه / دنیای اطراف ما / گداخت هسته ای ، ساخت ماشینی بزرگ برای انرژی پاک و تجدید پذیر

گداخت هسته ای ، ساخت ماشینی بزرگ برای انرژی پاک و تجدید پذیر

آلمان ماشینی را به کار انداخت که با گداخت هسته ای صنعت انرژی را منقلب خواهد کرد.

این ماشین که W7-X نام دارد با قطر 16 متری و 19 سال زمان ساخت، تقریبا 1.1 میلیارد دلار ارزش دارد. تصویر بالا لایه های ماشین را نمایش می دهد.
این ماشین که W7-X نام دارد با قطر 16 متری و 19 سال زمان ساخت، تقریبا 1.1 میلیارد دلار ارزش دارد. تصویر بالا لایه های ماشین را نمایش می دهد.

برای دهه ها، دانشمندان درباره داشتن منبعی از انرژی صحبت می کردند که پاک و پایدار باشد. با کار محققان موسسه فیزیک پلاسما مکس پلانک (Max Planck Institute for Plasma Physics) احتمالا طرز فکر ما درباره انرژی تغییر خواهد کرد. بعد از 1.1 میلیون ساعت زمان ساخت، دانشمندان بزرگ ترین ماشین گداخت جهان در نوع خود به نام استلاراترون (Stellaratron) را تکمیل کردند.

استلاراتور وسیله ای است که پلاسمای داغ را با میدان های مغناطیسی محصور می کند تا یک واکنش گداخت هسته ای کنترل شده را ایجاد و پشتیبانی کند.

گداخت هسته ای با استلاراتور

کلید گداخت به وجود آوردن دمای فوق العاده زیاد 180 میلیون درجه فارنهایت و تولید، محصور و کنترل کردن قطره های گاز به نام پلاسما است. در این دمای بسیار بالا ساختار اتم تغییر می کند و الکترون ها از لایه های بیرونی جدا شده و یون های مثبت به جا می گذارند. معمولا این یون ها تنها یکدیگر را دفع می کنند اما در این شرایط آن ها می توانند ترکیب شده و اتم های جدیدی بسازن؛ گداخت هسته ای این گونه به وجود می آید. گداخت هسته ای نباید با انرژی هسته ای اشتباه گرفته شود؛ فرآیندی که حالا هم استفاده می کنیم و از واپاشی اتم و نه ترکیب آن، انرژی تولید می کند.

با این حال گداخت هسته ای فرآیندی ناآشنا نیست و همان چیزی است که سوخت خورشید را تامین می کند. پس می دانیم که این اتفاق می تواند بیفتد با این حال انجام آن به نحوی که اقتصادی باشد هنوز صورت نگرفته است و حتی ماشین های تحقیقاتی هم کم هستند. این جا، جایی است که W7-X وارد صحنه می شود.

در ساختنی بخوانید :  شیزوفرنی ، پیامد داشتن مغز بزرگ تر و پیچیده تر!
ماشین گداخت هسته ای
ماشین گداخت هسته ای

همان طور که می توانید حدس بزنید ساخت این ماشین کاری عظیم بوده است. برای تقریبا 75 سال تنها چند بار تلاش برای ساخت استلاراتور صورت گرفت و تعداد کمی از این ماشین ها کامل شدند. تمام این فرآیند به شدت دشوار است و حتی برای سخت تر کردن کار، یکی از سازندگان قراردادی از کار کناره گرفت.

این ماشین 425 تن آهنربا و ساختار پشتیبانی دارد که باید تا 0 مطلق سرد باشند. سرد کردن آهنربا ها با هلیوم مایع به گفته توماس کلینگر (Thomas Klinger)، مدیر این تلاش آلمانی ها، “جهنم روی زمین” بوده است.

کلینگر می گوید:

تمام اجزای سرد شده باید کار کنند، هیچ نشتی نباید وجود داشته باشد و به خاطر آهنربا های در هم پیچیده دسترسی کم است.

در میان این آهنربا های با شکل های عجیب و غریب، مهندسان باید بیش از 250 درگاه را برای ورود و خروج سوخت این فرآیند، داغ کردن پلاسما و دادن دسترسی به ابزار تشخیص در نظر بگیرند. همه چیز به مدل های شبیه سازی سه بعدی پیچیده احتیاج دارد. کلینگر ادامه می دهد: این کار فقط روی کامپیوتر ممکن است، هیچ کاری را روی محل نمی توانید انجام دهید.

یک سوم آهنربا های لازم در ابتدا به درستی کار نمی کردند. برای همین ساخت بعضی قسمت های بزرگ برای طراحی دوباره به تعویق افتاد. بعضی سال ها کاملا بحرانی بودند اما سازندگان به هر نحوی توانستند از پس آن بر بیایند و طبق برنامه، اولین پلاسما در پایان سال گذشته اتفاق افتاد.

قفس آهنربایی

مشکل اصلی استلاراتور ها مانند هر دستگاه گداخت دیگری دما است و برای همین سازندگان از یک قفس مغناطیسی استفاده می کنند. یک سیم حامل جریان دور تیوب، میدان مغناطیسی مستقیمی در وسط تیوب درست می کند که پلاسما را از دیواره ها دور نگه می دارد و از ذوب شدن آن ها جلوگیری می کند. همانطور که در زیر نشان داده شده 50 سیم پیچ مغناطیسی 6 تنی دور محل اصلی قرار دارند.

در ساختنی بخوانید :  شیشه ضد گلوله چطور گلوله را متوقف می کند؟
لایه های ماشین گداخت هسته ای
لایه های ماشین گداخت هسته ای

طرح های دیگر شکل های دیگری دارند که امن تر هستند اما تنها زمان کوتاهی می توانند پلاسما را نگه دارند در حالی که استلاراتور می تواند پلاسما را 30 دقیقه نگه دارد. این حالت می تواند زمینه تولید مقادیر زیادی انرژی پاکی و تجدید شدنی باشد. این ماشین می تواند بازی را واقعا تغییر دهد.

دیوید گیتس (David Gates)، رییس فیزیک استلاراتور در آزمایشگاه فیزیک پلاسما پرینستون گفت: دنیا منتظر است ببیند که آیا ما می توانیم زمان محصور کردن را طولانی تر کنیم؟

منبع

خلاصه مطلب
گداخت هسته ای ، ساخت ماشینی بزرگ برای انرژی پاک و تجدید پذیر
عنوان مطلب
گداخت هسته ای ، ساخت ماشینی بزرگ برای انرژی پاک و تجدید پذیر
توضیح کوتاه
ساخت دشوار ماشین گداخت هسته ای در موسسله فیزیک پلاسمای مکس پلانک در آلمان که استفاده از انرژی پاک و تجدید پذیر آن می تواند صنعت انرژی را در دنیا متحول کند .
نویسنده

بیشتر بخوانید:

باران ، چرا قطرات آن ما را نمی کشند؟! فکرش را بکنید! قطره های باران از ارتفاع هزاران پایی (چند کلیومتری) به پایین می آیند ولی وقتی روی ما می افتند به سختی احساس می شوند. این موضوع منطق را ...
سلول های سوختی جدیدی که از بیومس برق تولید می کنند!... بیومس ماده ای است که مستقیما از موجودات زنده یا موجوداتی که به تازگی مرده اند استخراج می شود.این ماده بیشتر از گیاهان به وجود می آید.محققان موسسه Geor...
امواج Wi-Fi اطرافتان را در این تصاویر ببینید !... ما با چشم غیر مسلح نمی توانیم ببینیم، اما در دنیای مدرن ارتباطات بی سیم، امواج Wi-Fi و پر از دستگاه هایی که با اینترنت به هم متصل اند، دائما در حال چر...
داروین یا لامارک ؛ نظریه تکامل کدامیک درست بوده است؟... در ماه های پایانی جنگ جهانی دوم، آلمان راه های ورود مواد غذایی و سوختی به هلند را مسدود کرد و باعث ایجاد یک دوره قحطی در این کشور شد. بسیاری از کودکان...
این مرد با چشم بیونیک بعد از 33 سال دوباره می بیند... در اخبار علمی چند روز اخیر خبر اولین چشم بیونیک یا مصنوعی که توانسته بینایی را به یک انسان بازگرداند، سر و صدای زیادی کرده است. با وجود اینکه دریافت ک...
مردی که از ناسا پول می گیرد تا بخوابد! شما حاضرید چقدر پول بگیرید تا به مدت 70 روز بر یک تخت بستری شوید؟ یعنی دقیقا به حالت بستری شدن؛ شما باید در همه لحظات افقی بمانید (بله حتی وقتی به دست...

درباره سیمین حمیدی

سیمین حمیدی
سیمین حمیدی یکی از نویسندگان ساختنی و فارغ التحصیل رشته مهندسی نرم افزار و دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت سیستم و بهره وری است.

پیشنهاد می کنیم

آموزش ساخت باتری آبی ؛ ماشین حساب را با آب روشن کنید!

اگر به آزمایش های علمی در زمینه برق و الکترونیک علاقه دارید، تجربه ساخت باتری …

پاسخ دهید