همجوشی

همجوشی هسته‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

چگونگی همجوشی دوتریوم و تریتیوم

برای دیگر کاربردها همجوشی (ابهام‌زدایی) را ببینید.

همجوشی (گداخت) هسته‌ای یا فیوژن فرآیندی عکس عمل شکافت هسته‌ای است. در فرآیند همجوشی هسته‌ای هسته‌های سبک مانند هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم با یکدیگر همجوشی داده شده و هسته‌های سنگین‌تر و مقداری انرژی تولید می‌شود.

برای اینکه همجوشی امکان پذیر باشد هسته‌هایی که در واکنش وارد می‌شوند باید داریای انرژی جنبشی کافی باشند تا بر میدان الکترواستاتیکی پیرامونشان فائق آیند. بنابر این دما‌های وابسته به واکنش‌های همجوشی فوق العاده بالاست.

فهرست مندرجات

همجوشی طبیعی

Binding energy curve - common isotopes.svg

همجوشی به صورت طبیعی هم رخ می‌دهد. انرژی گرمایی که هر روزه زمین و منظومه شمسی را گرم می‌کند ناشی از واکنشهای همجوشی در خورشید است به این نحو که در خورشید (یا در ستارگان دیگر) نیروهای گرانشی قوی باعث می‌شوند ایزوتوپهای هسته‌های هیدروژن به اندازه کافی به هم نزدیک و با هم ترکیب شوند تا هسته هلیوم و مقداری انرژی تولید شود.البته برای آغاز همجوشی باید هسته های مورد نظر را باید به اندازه کافی به هم نزدیک کنیم.برای نزدیک کردن هسته‌ها به هم باید بر نیروی دافعه کولنی میان هسته‌ها غلبه کنیم که این کار نیاز به انرژی بسیار بالایی دارد.بطور مثال برای آغاز همجوشی مخلوطی از دوتریوم و تریتیوم باید دمای سوخت را تا دمای 100 میلیون درجه سانتیگراد بالا ببریم.

 مزیت‌ها

مزیت همجوشی هسته‌ای نسبت به شکافت هسته‌ای مقایسه می‌شود:

  • منابع سوخت آن بسیار فراوان است. به عنوان مثال دوتریوم حدود ۱۵۳ ۰/۰ درصد اتمی ازهیدروژنهای آب اقیانوسها را تشکیل می‌دهد. تریتیوم نیز در فرآیند جذب نوترون توسط لیتیوم قابل تولید است.
  • به ازاء هر نوکلئون از ماده سوخت، انرژی تولیدی نسبت به روش شکافت بیشتر است.
  • معضل پسماندهای هسته‌ای را ندارد.
  • اینکه در هنگام وقوع حوادث احتمالی، راکتور همجوشی از کنترل خارج نمی‌شود.

به عنوان مثالی از انرژی تولیدی در یک راکتور همجوشی می‌توان گفت اگر یک گالن از آب دریا را که دارای مقدارکافی دوترون است در واکنش همجوشی استفاده کنیم معادل ۳۰۰ گالن گازوئیل انرژی بدون آلودگی تولید می‌کند.

 روش‌های همجوشی

لیزر نوا در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در تحقیقات همجوشی

محصورسازی به روشهای متفاوتی انجام پذیر است. مهمترین این روشها عبارتند از:

محصور سازی مغناطیسی


در این روش از میادین پرقدرت برای حفظ یک پلاسما استفاده می‌گردد.دو نوع رآکتور توکوماک و اسفرومک بر اساس این روش طراحی شده است.

 همجوشی هسته‌ای کنترل شده توسط لیزرهای پر توان


در این روش از لیزرهای پرتوانی جهت محصورساختن ساچمه‌های کوچکی استفاده می‌شود که در آنها سوخت هسته‌ای فشرده سازی شده باشد.

 همجوشی هسته‌ای توسط کاتالیزور میونی

همجوشی هسته‌ای توسط کاتالیزور میونی (Muon-catalyzed fusion (μCF

منبع

/ 0 نظر / 8 بازدید