شرکت «Commonwealth Fusion System» قصد دارد نخستین نیروگاه هم‌جوشی هسته‌ای در مقیاس شبکه برق را در ایالت ویرجینیا احداث کند. انتظار می‌رود تامین انرژی از این نیروگاه از ابتدای دهه ۲۰۳۰ آغاز شود.
به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات‌آنلاین» و به نقل از خبرگزاری رویترز، در صورت موفقیت این پروژه صنعت جهانی انرژی متحول خواهد شد. این نیروگاه می‌تواند به عنوان منبعی تقریبا نامحدود از انرژی عمل کند؛ چیزی شبیه به ستارگان.
اگرچه این پروژه با چالش‌های متعددی مواجه است که می‌تواند بر تحقق اهداف آن تاثیر بگذارد. شرکت «Commonwealth» هنوز مجوزهای محلی و فدرال لازم را برای ساخت این نیروگاه و بهره‌برداری از آن دریافت نکرده است. همچنین، به منظور اتمام مراحل ساخت نیروگاه به اندازه کافی تامین بودجه صورت نگرفته است. علاوه‌براین، بزرگ‌ترین چالش فناورانه این پروژه همچنان پابرجاست؛ اینکه چگونه می‌توان از یک واکنش هم‌جوشی، انرژی بیشتری نسبت به انرژی ورودی تولید کرد؟
شرکت «Commonwealth»، بزرگ‌ترین شرکت خصوصی فعال در حوزه هم‌جوشی هسته‌ای به شمار می‌آید که از سال ۲۰۱۸ تاکنون حدود دو میلیارد دلار سرمایه جذب کرده است. این سرمایه‌گذاری عمدتا برای پروژه‌های نمایشی و تحقیقاتی بوده است. با این حال، شرکت مذکور امیدوار است که با پیشرفت در توسعه فناوری و دستیابی به دستاوردهای ملموس، بتواند سرمایه‌گذاران بیشتری را برای تامین مالی ساخت نیروگاه هم‌جوشی در ویرجینیا جذب کند.
لازم به ذکر است که سرمایه‌گذاران فعلی این شرکت شامل شرکت انرژی «ENI» مستقر در ایتالیا، یک صندوق ثروت ملی به نام «Temasek» در سنگاپور و شرکت «Equinor» در نروژ هستند.
برای دهه‌ها دانشمندان ایالات متحده آمریکا، چین، اروپا، روسیه و ژاپن امیدوار بودند که هم‌جوشی، واکنشی که نور و گرمای خورشید را تولید می‌کند، بتواند در زمین نیز بازتولید و پایدار شود.
برای ایجاد واکنش‌های هم‌جوشی، فیزیک‌دانان از لیزر یا آهن‌ربا استفاده می‌کنند تا دو اتم سبک را به یکدیگر فشرده و به یک اتم تبدیل کنند که به سبب آن مقادیر زیادی انرژی آزاد میشود. زمانی که این واکنش‌ها مهار شوند، می‌توان از آن‌ها در نیروگاه‌ها برای تولید برق بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای استفاده کرد و به مبارزه با تغییرات اقلیمی پرداخت.
با افزایش تقاضای برق به دلیل گسترش استفاده از هوش مصنوعی، وسایل نقلیه برقی و ارزهای دیجیتال، شرکت‌های فعال در حوزه هم‌جوشی هسته‌ای به امید تجاری‌سازی این فناوری، در حال جذب میلیاردها دلار هستند.
شایان ذکر است که پسماندهای رادیواکتیو تولید شده در فرایند هم‌جوشی هسته‌ای، به مراتب کمتر از فرایند شکافت هسته‌ای است که در راکتور هسته‌ای کنونی استفاده میشود.
توسعه راکتورهای هم‌جوشی هسته‌ای با چالش‌های متعددی مواجه است که از جمله آن‌ها می‌توان به اطمینان از مقاومت مواد در برابر بمباران مداوم نوترون‌های پرانرژی و دماهای بسیار بالا و همچنین انتقال حرارت تولید شده به توربین‌ها برای تولید برق اشاره کرد. تداوم واکنش‌ها به صورت پیوسته، به جای وقوع آن‌ها به صورت متناوب نیز یکی دیگر از چالش‌های اصلی در توسعه راکتورهای هم‌جوشی محسوب میشود.
دو سال قبل، در فناوری هم‌جوشی هسته‌ای تحولی رخ داد؛ درست زمانی که دانشمندان در آزمایشگاهی در ایالت کالیفرنیا با استفاده از تعدادی لیزر، موفق به دستیابی به اشتعال هم‌جوشی شدند. با این حال، انرژی تولید شده بسیار کمتر از انرژی مصرف شده برای راه‌اندازی لیزرها بود.
بدون ضمانت
شرکت «Commonwealth» اعلام کرده است که از سال آینده فرایند دریافت مجوزهای محلی، ایالتی و فدرال را آغاز خواهد کرد. پیش‌بینی میشود اولین پلاسما، حالتی فوق‌گرم و باردار از ماده که اجازه واکنش‌های هم‌جوشی را می‌دهد، در سال ۲۰۲۶ در پروژه نمایشی «SPARC» این شرکت که یک پروژه مبتنی بر مغناطیس است، تولید شود. شرکت نامبرده همچنین امیدوار است که بلافاصله پس از آن به تولید انرژی خالص دست یابد.
شرکت «Dominion Energy» در نظر دارد به منظور کمک به اهداف شرکت «Commonwealth»، کمک‌هایی غیرمالی ارائه دهد؛ از جمله در اختیار گذاشتن کارشناسان خبره در زمینه توسعه و فناوری و همچنین اجاره زمینی در شهرستان چسترفیلد برای تاسیس نیروگاه مدنظر این شرکت.
شرکت «Commonwealth» برآورد کرده است که نیروگاه هم‌جوشی هسته‌ای آن، قادر به تولید ۴۰۰ مگاوات برق خواهد بود؛ مقداری که برای تامین انرژی شهرک‌های صنعتی یا حدود ۱۵۰ هزار خانه کافی است.
سال ۲۰۲۳، کمیسیون پنج‌عضوی سامان‌دهی هسته‌ای ایالات متحده آمریکا با جداسازی مقررات هم‌جوشی هسته‌ای از مقررات شکافت هسته‌ای موافقت کرد. این تصمیم به توسعه‌دهندگان این فناوری جدید این امکان را می‌دهد تا با ابتکار عمل به پیشرفت این فناوری کمک کنند.
با این حال، دو نفر از کارکنان کمیسیون نامبرده طی بیانیه‌ای عمومی، مخالفت خود را با تصمیم گرفته شده توسط این کمیسیون مطرح کردند و اظهار داشتند که چنین نیروگاه‌هایی ممکن است برای فرایند خنک‌سازی خود به مقادیر زیادی آب نیاز داشته باشند. همچنین احتمال نشت تریتیوم، ایزوتوپ رادیواکتیوی که نگهداری آن دشوار است نیز از این نیروگاه‌ها وجود دارد.
انتهای پیام//
