رآکتور هسته ای بریتانیا رکورد تولید انرژی را شکست

پس از گذشت بیش از ۴۰ سال، رآکتور هسته ای بریتانیا هنوز در حال ثبت رکورد است. در تازه ترین دور آزمایش ها، رآکتور موسوم به Joint European Torus (JET) واقع در کولهام، آکسفوردشایر، در مجموع ۶۹ مگاژول انرژی را در طول پنج ثانیه آزاد کرد.

اگرچه این میزان تولید انرژی زیاد نیست، اما یک رکورد جهانی محسوب شده و نوید آینده ای از انرژی هسته ای برای تامین برق خانه های مردم را می دهد. JET که در اواخر دهه ۱۹۷۰ ساخته شد، حاوی پلاسمای چرخشی است که تا ۱۵۰ میلیون کلوین – ۱۰ برابر داغ تر از مرکز خورشید – داغ می شود. در چنین دمایی، اتم های هیدروژن به هلیوم تبدیل می شوند و انرژی پایدار را در فرآیندی آزاد می کنند که می تواند به سوخت های فسیلی پایان دهد.

JET کار خود را در سال ۱۹۸۳ آغاز کرد اما اکنون قرار است بازنشسته شده و در پایان دسامبر عملیات علمی خود را به پایان برساند. این تاسیسات انگلیسی که گفته می شود هزینه اجرای آن ۲۰ تا ۳۰ میلیون پوند در سال است، به عنوان پیش درآمدی بر رآکتور آزمایشی گرماهسته ای بین المللی (ITER) ۲۲.۵ میلیارد پوندی (۱۵.۹ میلیارد دلار) که در فرانسه ساخته می شود، محسوب می شود.

رکورد انرژی جدید JET با استفاده از تنها ۰.۲ میلی گرم سوخت – تقریباً معادل وزن یک دانه گرده گل – به ثبت رسید. اما خروجی انرژی حاصله (۶۹ مگاژول) برای گرم کردن آب به منظور تهیه حدود ۶۰۰ فنجان چای کافی است.

همچنین این رآکتور، رکورد قبلی خود یعنی ۵۹ مگا ژول که بیش از دو سال پیش ثبت شده بود را شکست. این نیروگاه در صورتی که به طور مداوم در ۶۹ مگاژول کار کند، قادر خواهد بود برق حدود ۱۲ هزار خانوار را به صورت مداوم تامین کند.

JET به عنوان یک مرکز تحقیقاتی برای نشان دادن پتانسیل امیدوارکننده همجوشی هسته ای برای تولید برق ساخته شد. اما می تواند پدر نیروگاه های همجوشی هسته ای در سراسر جهان باشد که برق را مستقیماً به شبکه وصل کرده و برق خانه های مردم را تامین می کنند.

نیروگاه های همجوشی می توانند با دور کردن تامین انرژی از استفاده از سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ و گاز، انتشار گازهای گلخانه ای را از بخش تولید برق کاهش دهند. مانند دیگر راکتورهای همجوشی، JET یک توکاماک است، نوعی ساختار که از میدان های مغناطیسی قدرتمند برای محدود کردن “پلاسما” به شکل دونات استفاده می کند.

گاز هیدروژن درون سازه حرارت داده می شود تا به پلاسما، سوپی از ذرات با بار مثبت (یون ها) و ذرات با بار منفی (الکترون ها) تبدیل شود. در توکاماک، پلاسما توسط میدان های مغناطیسی به دام افتاده و تحت فشار قرار می گیرد تا زمانی که ذرات پلاسمای انرژی دار شروع به برخورد کنند.

هنگامی که ذرات به هلیوم تبدیل می شوند، مقدار زیادی انرژی آزاد می کنند و این فرآیند را که به طور طبیعی در مرکز ستاره ها رخ می دهد، تقلید می کنند. با قطری در حدود ۲۰ فوت (۶ متر)، JET بزرگ ترین رآکتور همجوشی هسته ای در جهان نیست.

رآکتوری ساخت ژاپن که JT – ۶۰ SA نام دارد و اخیراً در ناکا در شمال توکیو روشن شده، یک ماشین شش طبقه با ارتفاع ۱۵.۲ ارتفاع و عرض ۱۳.۴ متر است.

JT – ۶۰ SA که به طور مشترک توسط اروپا و ژاپن ساخته و راه اندازی شده است، تا زمان تکمیل ITER در فرانسه، بزرگ ترین رآکتور همجوشی جهان خواهد بود.

راکتورهای کوچک تر دیگری نیز در حال ساخت و آزمایش هستند که از آن جمله می توان به ST۴۰ در آکسفوردشایر اشاره کرد که در مقایسه با سایر راکتورهای “دونات شکل” فشرده تر و کوچکتر است.

همجوشی یا فیوژن با شکافت (تکنیکی که در حال حاضر در نیروگاه های هسته ای استفاده می شود) متفاوت است، زیرا به جای شکافتن یک هسته (شکافت)، دو هسته اتمی را به هم جوش می زند. بر خلاف شکافت هسته ای، همجوشی هسته ای خطر حوادث فاجعه بار هسته ای – مانند آنچه در سال ۲۰۱۱ در فوکوشیما در ژاپن دیده شد – را ندارد و زباله های رادیواکتیو بسیار کمتری نسبت به نیروگاه های فعلی تولید می کند.