به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، توکامک دستگاهی برای محصورسازی پلاسما است که برای ایجاد پایداری پلاسما بر مبنای محصورسازی مغناطیسی طراحی شده است. توکامک از دو سری میدان مغناطیسی برای محصور کردن پلاسما استفاده می‌کند که شکلی همچون حرف انگلیسی D یا مثلث تشکیل می‌دهند. محققان فناوری هسته‌ای دانشگاه سویل اسپانیا طرح نوآورانه «شکل مثلثی منفی» را معرفی کرده‌اند که گام مهمی در تحول این فناوری به شمار می‌رود.
توکامک هوشمند با نسبت ابعاد کوچک که تحت هدایت این دانشگاه ساخته شده است، نخستین پلاسمای خود را با موفقیت تولید کرده و کارایی بالای این روش را در بهبود پایداری و محصورسازی پلاسما نشان داده است. این دستاورد، افق‌های تازه‌ای برای توسعه راکتورهای همجوشی فشرده و کارآمد گشوده است.
شکل مثلثی منفی به جایگاه ویژه منحنی پلاسما در مرکز توکامک اشاره دارد. برخلاف شکل سنتی D (مثلثی مثبت) که لبه صاف آن به سمت مرکز است، در این روش بخش منحنی به سمت مرکز جهت‌گیری می‌کند. این تغییر شکل، ناپایداری‌های مرزی پلاسما را کاهش می‌دهد و تعامل مخرب آن با دیواره‌های راکتور را به حداقل می‌رساند. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که این پیکربندی نه‌تنها محصورسازی انرژی را تا دو برابر بهبود می‌بخشد، بلکه از انتقال پلاسما به حالت «مود بالا» (H-Mode) که با ناپایداری‌های خطرناک همراه است، جلوگیری می‌کند. در نتیجه، مشکلات رایجی همچون جریان‌های حرارتی مخرب و آسیب به دیواره راکتور به‌طور چشمگیری کاهش پیدا می‌کند.
پروژه هوشمند حاصل همکاری جهانی دانشگاه سویل با مراکزی همچون آزمایشگاه فیزیک پلاسما پرینستون است. این توکامک با ترکیب دو فناوری پیشروی «شکل کروی» و «مثلثی منفی» طراحی شده است تا هم اندازه راکتور را کوچک کند و هم بازدهی آن را افزایش دهد. سرپرست این پروژه تأکید می‌کند که دستیابی به پلاسمای اولیه، آغاز فاز عملیاتی پروژه هوشمند است و مسیری کارآمد برای دستیابی به راکتورهای فشرده آینده فراهم می‌کند.
مشارکت آزمایشگاه فیزیک پلاسما پرینستون در توسعه نرم‌افزارهای شبیه‌سازی، سیستم‌های تشخیصی و حسگرهای مغناطیسی، نقش کلیدی در موفقیت پروژه داشته است. این همکاری‌ها موجب شد دو سیستم تشخیصی پیشرفته برای سنجش دما و چگالی الکترون‌های پلاسما تعبیه شود. به گفته یکی از سرپرستان پروژه، هدف ساخت دستگاهی بود که برای دانشگاه مقرون‌به‌صرفه باشد و سهم منحصربه‌فردی در پیشبرد همجوشی ایفا کند. ترکیب شکل کروی و مثلثی منفی، ایده‌ای تحول‌آفرین بود.
آینده انرژی همجوشی در دستان شکل‌های نوین
کاهش نوسانات مرزی پلاسما در شکل مثلثی منفی، توزیع یکنواخت‌تر گرما در سطح راکتور را ممکن می‌سازد و طول عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد. این مزیت، توکامک هوشمند را به گزینه‌ای ایده‌آل برای راکتورهای آینده تبدیل می‌کند. هرچند چالش‌هایی همچون نیاز به پژوهش‌های بیشتر درباره پایداری بلندمدت این پلاسماها وجود دارد، جامعه علمی به پتانسیل شکل مثلثی منفی به‌عنوان راهکاری جامع برای همجوشی تجاری بسیار امیدوار شده است.
این دستاوردها نشان می‌دهد که همگرایی فناوری‌های نوین و همکاری‌های جهانی، بشریت را هرچه بیشتر به عصر انرژی پاک و بی‌پایان همجوشی نزدیک می‌کند.
نظر شما