عرفان تمنده در گفت‌وگو با خبرنگار ایمنا، اظهار کرد: دستگاه توکامک نوعی دستگاه برای محصول‌سازی پلاسما است. پلاسما به‌عنوان یک گاز یونیزه و به تعبیری نادرست، حالت چهارم ماده محسوب می‌شود. دستگاه توکامک برای ایجاد یک پلاسمای پایدار با استفاده از میدان‌های مغناطیسی محصورکننده طراحی شده است.
وی افزود: از لحاظ شکل و ظاهر، این دستگاه مانند یک نوع دونات یا پیراشکی به نام چنبره است که معمولاً توسط دو سری میدان مغناطیسی نگهداری می‌شود. این میدان‌های مغناطیسی، پلاسما را در وسط محصور کرده و سعی می‌کنند آن را پایدار نگه دارند.
کارشناس فیزیک ادامه داد: دلیل استفاده از دستگاه توکامک این است که هیچ ماده جامدی نمی‌تواند در دماهای بسیار بالا، مانند دمای پلاسماهای داغ، دوام بیاورد. برای ایجاد و پایدار کردن پلاسما از میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. این دستگاه طوری طراحی شده که بتواند دماهای بسیار بالای پلاسما را تحمل کند و پس از تحمل این دما، پلاسما را پایدار نگه دارد.
وی بیان کرد: سازوکار توکامک به این صورت است که میدان مغناطیسی پلاسما را در داخل چنبره‌ای که شبیه دونات است، به دام می‌اندازد تا آن را پایدار کند. این پایداری شرایط را برای همجوشی هسته‌ای فراهم می‌کند.
تمنده گفت: یکی از ویژگی‌های بسیار مهم پلاسما این است که دستگاه توکامک می‌تواند جریان‌های پلاسمایی با مقادیر بسیار بالای مگا آمپر را تحمل کند. این مقدار بسیار زیاد است و می‌تواند با جریان الکتریکی در رعد و برق‌های عظیم برابری کند، بنابراین دستگاه توکامک بسیار مقاوم است و می‌تواند دماها و جریان‌های بسیار زیادی را مدیریت کند.
وی اضافه کرد: چون دستگاه توکامک دارای پلاسمایی با جریان بسیار بالا است و هدف آن کنترل و پایدارسازی این پلاسما است، نیاز به میدان‌های مغناطیسی با شدت بسیار بالا دارد. به‌عنوان مثال، شدت این میدان‌های مغناطیسی در برخی موارد به حدود ۱۳ تسلا می‌رسد که این مقدار تقریباً معادل ۳۰۰ هزار برابر میدان مغناطیسی زمین است. این مقدار بزرگ نشان‌دهنده توان بالای دستگاه است.
کارشناس فیزیک اظهار کرد: دستگاه توکامک، ساخته شد تا بتوانیم آنچه در قلب خورشید رخ می‌دهد، روی زمین بازسازی کنیم. همجوشی هسته‌ای که منبع اصلی انرژی خورشید است، به لطف این دستگاه پیچیده، قابل تکرار بر روی زمین شده است. در این فرآیند، ایزوتوپ‌های هیدروژن تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی توکامک قرار می‌گیرند و پلاسما، که در آن یون‌ها و الکترون‌ها از یکدیگر جدا شده‌اند، به وجود می‌آید. این یون‌ها در دماهای فوق‌العاده بالا نگهداری می‌شوند و دمای حاصل به سطحی می‌رسد که ما آن را به‌عنوان دمای همجوشی هسته‌ای می‌شناسیم.
وی ادامه داد: یکی از دلایل اصلی روی‌آوردن به این فناوری، پاک بودن انرژی تولیدشده از همجوشی هسته‌ای است. در این فرآیند، هیچ گاز گلخانه‌ای منتشر نمی‌شود و آلودگی زیست‌محیطی به همراه ندارد. از این رو، همجوشی هسته‌ای می‌تواند به‌عنوان منبعی پاک و آینده‌نگرانه برای تأمین انرژی مورد نیاز بشر مطرح باشد.
تمنده افزود: در تحقیقات جدید، محققان موفق شدند نسخه‌ای پیشرفته از توکامک را با نام «خورشید مصنوعی» در کره جنوبی طراحی کنند. در این آزمایش، پلاسما برای حدود ۲۰ ثانیه با دمای بیش از ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد پایدار نگه داشته شد، که دستاوردی بزرگ و شگفت‌انگیز محسوب می‌شود.
وی خاطرنشان کرد: سال گذشته، نخستین توکامک گداخت هسته‌ای با فناوری بومی ایران، با نام «توکامک البرز» افتتاح شد. این دستگاه در پژوهشکده پرتو فرآیند دانشگاه صنعتی امیرکبیر و با همکاری سازمان نوسازی و گسترش ایران طراحی و ساخته شده است. جالب این است که طراحی، شبیه‌سازی و آزمایش‌های عملی مربوط به این دستگاه توسط دانشجویان دوره تحصیلات تکمیلی دانشکده‌های فیزیک و مهندسی انرژی صورت گرفته است.
کارشناس فیزیک به پیشینه توکامک‌های دیگر در ایران اشاره کرد و توضیح داد: اولین دستگاه توکامک در سال ۱۳۶۴ با همکاری ایتالیا ساخته شد. این دستگاه با نام «توکامک الوند» شناخته می‌شود که ۲۰ درصد دانش ساخت آن متعلق به ایران بود. در سال ۱۳۷۵ نیز دستگاه «توکامک دماوند» از روسیه خریداری شد که هر دوی این دستگاه‌ها هم‌اکنون در سازمان انرژی اتمی ایران قرار دارند.
تمنده اضافه کرد: در سال ۱۳۸۴، توکامک دیگری از چین خریداری شد که در دانشگاه آزاد اسلامی علوم و تحقیقات تهران نگهداری می‌شود. اکنون با ساخت و طراحی توکامک البرز، ایران گامی بزرگ به‌سوی بومی‌سازی این فناوری برداشته است.
وی ادامه داد: طبق گفته‌های مدیران مسئول پروژه توکامک البرز، این طرح از حدود سال ۱۳۹۹ آغاز شده و در سال گذشته به بهره‌برداری رسید. آنان تأکید داشتند که هدف از طراحی و ساخت این دستگاه، تولید انرژی‌های پاک و پایدار برای ایران بوده است؛ تلاشی که در راستای پیشبرد فناوری بومی و دستیابی به منابع انرژی دوستدار محیط زیست صورت گرفته است. این پروژه، نمادی از عزم ملی برای ورود به عرصه‌ای است که آینده انرژی جهانی را رقم خواهد زد.
نظر شما