ايران راكتور گداخت هسته اي (توكامك)ميسازد...

[worior 26,159]

[b]*گام‌هاي ايران به سوي گداخت هسته‌يي*
*بايد به پروژه «ايتر» بپيونديم
*طراحي مفهومي«توكامك»ايراني
*جهان بزودي از دوران شكافت به دروازهاي گداخت هسته‌يي مي‌رسد‌[/b]


گداخت تامين‌ كننده انرژي ستارگان است و از نظر اصولي مي‌تواند منبع تقريبا نامحدود و از نظر محيطي بي‌خطرترين نوع انرژي بر روي زمين باشد. مشخص شده است كه مهار انرژي گداخت چالش علمي و فني دشواري است كه در ابتدا انتظار آن نمي‌رفت، اما به نظرمي‌رسد زمان اين‌كه انرژي گرماهسته‌يي‌ (گداخت) در اختيار بشر قرار گيرد، فرا رسيده است.

از نظر رتبه‌ي ايران در جهان در زمينه‌ي گداخت هسته‌يي بايد گفت كه با وجود سرمايه‌گذاري قابل توجه صورت گرفته در بيش از يك دهه‌ اخير، برخي مشكلات از جمله مسايل مربوط به مديريت و برنامه‌ريزي سبب شده تا ايران به جايگاه شايسته خود در اين زمينه دست نيابد و امروز از چين، كره جنوبي و هند كه در اوايل دهه‌ي 70 از آنها پيش بوديم، عقب باشيم.

با توجه به اين كه ايران از گذشته، مسيري قابل تامل و رو به جلو در پژوهش و آزمايش در زمينه گداخت را پيموده است؛ايران بايد امروز يكي از كشورهاي عضو پروژه "ايتر"(راكتور آزمايشي گراماهسته‌يي بين‌المللي) مي‌بود.

شروين گودرزي، دكتراي مهندسي هسته‌يي با گرايش گداخت هسته‌يي و عضو هيات علمي پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌يي سازمان انرژي اتمي است كه از سال 1372كه در آن هنگام دانشجوي كارشناسي ارشد الكترونيك بوده است، وارد اين سازمان شده است كه با او به عنوان يكي از برجسته‌ترين كارشناسان در زمينه گداخت در خصوص جايگاه نيروگاه‌هاي گداخت هسته‌يي در آينده و نيز چشم‌انداز فعاليت ايران در اين زمينه به گفت‌و‌گو پرداختيم.



[size=18]ايران دستگاه توكامك مي‌سازد [/size]

دكتر شروين گودرزي، عضو هيات علمي پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌يي و رييس آزمايشگاه "گداخت هسته‌يي با محصورسازي مغناطيسي غيرتوكامك" در گفت‌وگوي اختصاصي با خبرنگار انرژي هسته‌يي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، درباره اظهارات رييس مجمع تشخيص مصلحت نظام مبني بر اين‌كه "ايران وارد مرحله گداخت هسته‌يي شده است" گفت:« البته فعاليت ما در زمينه گداخت هسته‌يي خيلي وقت است كه آغاز شده و آقاي هاشمي‌رفسنجاني در دوران رياست جمهوري‌شان در زمستان 1374 در افتتاح توكامك "دماوند" در سازمان انرژي اتمي نيز حضور داشتند به خوبي از فعاليت‌هاي ايران در زمينه گداخت هسته‌يي مطلعند.»

وي كه در زمينه گداخت هسته‌يي فعاليت مي‌كند، درباره دستگاه توكامك "دماوند" ايران( توكامك پيشرفته‌ترين دستگاهي است كه تا بحال براي بدست‌آوردن شرايط جوش هسته‌يي توليد شده است)، اظهار كرد:« اين دستگاه با كمك روس‌ها طراحي و ساخته شده است و از كارآمدترين دستگاه‌هاي توكامك كوچك جهان است.»

اين عضو هيات علمي پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌يي با اعلام اين مطلب كه در حال حاضر در مرحله طراحي مفهومي دستگاه توكامك ايراني هستيم، گفت:« اين توكامك از توكامك "دماوند" بزرگ‌تر و توسط متخصصان داخلي طراحي و ساخته خواهد شد.»

وي در خصوص اندازه اين توكامك، گفت:« اندازه واقعي آن هنوز انتخاب نشده است.»

گودرزي در ادامه با اشاره به زمان شروع تحقيقات گداخت هسته‌يي در ايران گفت:« تحقيقات ايران در اين زمينه بيش‌تر از سه دهه است كه آغاز شده و راه‌اندازي بخش فيزيك پلاسماي سازمان انرژي اتمي به چند سال قبل از انقلاب اسلامي باز مي‌گردد.»

رييس آزمايشگاه گداخت با محصورسازي مغناطيسي غيرتوكامك، اراده ايران براي ساخت دستگاه توكامك در كشور را نشان دهنده حركت كشور به سمت گداخت هسته‌يي خواند و تامين بودجه لازم براي اين كار را ضروري دانست و افزود:« در مرحله اول بايد بودجه لازم براي طراحي دستگاه تامين شود كه رقم قابل توجهي است. هم‌چنين در مرحله ساخت به بودجه بسيار بيشتري احتياج داريم.»

[b]برنامه‌هاي ايران در سال‌هاي آغازين دهه‌ي 30 بلند پروازانه بود [/b]

وي با بيان اين‌كه اگر در موقع لازم كار بر روي شكافت هسته‌يي در ايران آغاز و به خوبي مديريت مي‌شد، امروز در جايگاه مناسبي قرار داشتيم و امروز براي ساخت نيروگاه هسته‌يي آب سبك محتاج ديگران نمي شديم، اظهار داشت:« از سال‌هاي آغازين دهه 30 رهبران ايران با اينكه مي‌دانستند انرژي اتمي در آينده جايگاه خاصي خواهد داشت، اما براي اين كار خيلي دير اقدام كردند و وقتي كار را شروع كردند، بلند‌پروازانه عمل كردند.در 1353 يك مرتبه تصميم گرفتند، سازمان انرژي اتمي تاسيس كنند و برنامه‌ريزي كردند تا 20 سال بعد، 25 هزار مگاوات برق هسته‌يي توليد كنيم.»

اين كارشناس مسائل هسته‌يي در خصوص تاثير تشويق‌ها و حمايت آمريكا براي هسته‌يي شدن ايران در سال‌هاي قبل از انقلاب بر دولتمردان وقت ايران با تاييد اين موضوع، گفت:« با اين حال اگر رهبران وقت كشور تعقل كافي مي‌داشتند در فاصله سال‌هاي 1333 تا 1353 كاري مي‌كردند كه از همان سال‌ها كارشناسان و متخصصان كشور كار را شروع كنند، در آن صورت قطعا امروز نتايج بهتري در دست داشتيم.»



[b]گداخت فرآيندي‌ است كه در خورشيد و ستارگان رخ مي‌دهد [/b]

وي گفت:« برخلاف روش شكافت هسته‌يي كه در آن عناصر سنگين با بمباران نوترون‌ها شكافته و انرژي آزاد مي‌شود، در گداخت، هسته‌هاي سبك مثل هيدروژن با يكديگر تركيب و به هسته عناصر سنگين‌تر مثل هليوم تبديل مي‌شوند و در ضمن اين واكنش مقداري از جرم به انرژي تبديل مي‌شود. اين‌ همان فرآيندي است كه در خورشيد و ستارگان رخ مي‌دهد. از آن‌جايي كه در كره زمين احتمال واكنش هسته‌هاي هيدروژن بسيار كم است، از ايزوتوپ سنگين هيدروژن (دوتريم) استفاده مي‌شود و چون بارهاي الكتريكي هسته‌ها مثبت است و بارهاي هم‌نوع يكديگر را دفع مي‌كنند، از اين رو واكنش گداخت خود به خود صورت نمي‌گيرد و براي انجام آن بايد به شكلي بر نيروي دافعه بين هسته‌ها غلبه كرد. براي اين كار بايد سرعت تحرك هسته‌ها را افزايش داد كه اين به معناي بالا بردن دماست. در دماهاي بسيار بالايي كه براي وقوع گداخت لازمند، ماده به حالت پلاسما (حالت چهارم ماده) كه از هسته‌هاي مثبت و الكترون‌ها با بار منفي كه آزادانه در حال حركت‌اند، تشكيل شده، در مي‌آيد.»

عضو هيات علمي پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌يي گفت: « براي رخ دادن واكنش گداخت، پلاسما بايد با دماي ميليون‌ها درجه سانتيگراد (در رآكتورهاي گداخت حدود 100 ميليون درجه سانتيگراد) گرم شود. دماي زياد پلاسماي درون محفظه رآكتور به خاطر سرعت بالاي ذرات آن است و چون برخورد ذرات پلاسما به ديواره محفظه موجب از بين رفتن انرژي آن‌ها و سرد شدن پلاسما مي‌شود، بايد به شكلي، از برخورد پلاسما به ديواره محفظه جلوگيري شود و پلاسما با چگالي مناسبي براي مدت زمان كافي محصور شود.»

رييس آزمايشگاه گداخت با محصورسازي مغناطيسي غيرتوكامك سازمان انرژي اتمي، ادامه داد:« هيچ ظرف و محفظه‌ي مادي قادر به محصورسازي پلاسما در دماهاي مورد نياز در رآكتورهاي گداخت نيست. پلاسماي توليد شده به دو روش محصور مي‌شود؛ محصورسازي لختي و مغناطيسي.»

وي در ادامه توضيح داد:« پس از پايان جنگ در 1946 در كالاهان انگليس اولين ايده‌ها درباره تكنيك‌هاي گداخت هسته‌يي مورد بررسي قرار گرفت و به تدريج روش‌هاي محصور‌سازي مغناطيسي و لختي براي انجام واكنش گداخت انتخاب شدند.»

او با بيان اين‌كه روش مغناطيسي امروز در دنيا بيش‌تر مورد توجه است، اظهار كرد:« بهترين دستگاه براي محصورسازي مغناطيسي توكامك است. اين دستگاه در اوايل دهه 1960 اختراع شد و انستيتو "كورچاتف" مسكو اولين توكامك به نام T3 را ساخت. در كنفرانس نووسيبيرسك در 1968 نتايج تحقيقات بر روي توكامك مطرح شد، اين نتايج به قدري خيره‌كننده بودند كه تمام كشورهاي دنيا سراغ آن رفتند.»



[b]ايران دستگاه‌هاي توكامك "الوند" و "دماوند" را در اختيار دارد [/b]

گودرزي گفت:« در حال حاضر در پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌يي، دستگاه‌هاي توكامك "الوند" و "دماوند" را در اختيار داريم.»

عضو هيات علمي پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌يي با اشاره به طراحي يك توكامك بزرگ بومي در كشور تصريح كرد:« معتقدم اين پروژه را مي‌توان با هزينه مناسبي در داخل طراحي كرده و ساخت. در حال حاضر سرگرم بررسي و برآورد اوليه زمان و هزينه طراحي آن هستيم.»




[b]انرژي هسته‌يي تنها چاره كار بشر براي تامين انرژي است [/b]
او با اشاره به تمايل و تلاش بشر براي دسترسي به منابع انرژي نامحدود از جمله توليد انرژي از طريق گداخت هسته‌يي، گفت:« مصرف انرژي بشر روز افزون شده است. از 1850 تا 1950 مصرف سالانه انرژي جهان بيش از ده برابر شده است و در خوشبينانه‌ترين حالت از 1950 تا 2050 هم مصرف انرژي جهان دست كم ده برابر مي‌شود كه با توجه به رشد سريع كشورهايي مثل هند و چين ميزان تقاضاي انرژي در دنيا بسيار افزايش مي‌يابد و از اين مقدار بيشتر هم خواهد شد، اين در حالي است كه سيستم‌هاي متداول توليد انرژي ديگر پاسخگوي نياز بشر نيستند. هم‌چنين براي استفاده از انرژي‌هاي به اصطلاح نو نيز چشم‌انداز اميد بخشي وجود ندارد. منابع انرژي فسيلي هم محدودند و هم محيط زيست را به شدت آلوده مي‌كنند.»

اين كارشناس مسايل هسته‌يي هم‌چنين به محدوديت‌هاي موجود در تامين انرژي براي توليد برق اشاره كرد و گفت:« امكان گسترش استفاده از انرژي برق آبي امروز بسيار محدود شده است. در حال حاضر بر روي اكثر رودخانه‌هاي بزرگ سد بسته شده است. برق آبي ظاهرا انرژي پاكي است، اما آلودگي‌هاي زيست محيطي كه در اكثر سدهاي بزرگ پيش مي‌آيد و مشكلات ديگري مانند مسايلي كه سد "سيوند" براي آثار باستاني ايجاد كرد، مساله است.»

وي با بيان اين نكته كه هيچ كدام از اين انرژي‌ها واقعا نو نيستند، اظهار داشت:« 2000 سال پيش در سيستان ايران، هزاران آسياب بادي مي‌چرخيدند و گندم آرد مي‌كردند، اگر كنار گذاشته شدند به اين دليل بود كه در حجم وسيع نمي‌توان از آن‌ها استفاده كرد و به همين شكل انرژي‌هاي زمين‌گرمايي و خورشيدي. انرژي‌هايي مثل زمين گرمايي‌، خورشيدي، جزر و مد، بيوگاز و غيره يك درصد برق جهان را هم تامين نمي‌كنند، بنابراين انرژي هسته‌يي تنها چاره كار بشر است.»



رآكتورهاي گداخت درمقابل هرگونه انفجار صد درصد ايمن هستند


سوخت اوليه رآكتور گداخت پرتوزايي ناچيزي دارند

گودرزي با اشاره به مشكلات رآكتورهاي هسته‌يي شكافت، تصريح كرد:« محدوديت منابع اورانيوم جهان، تاثير مسايل سياسي بر ساخت رآكتورهاي اتمي، كاربرد نظامي مواد هسته‌يي حاصل از شكافت و خطر بالقوه آن، پسمان‌هاي خطرناك راديو‌اكتيو، خطر بالقوه انفجار هسته‌يي در رآكتور و نيز دشواري غني‌سازي اورانيوم از جمله اين محدوديت‌هاست. اما رآكتورهاي گداخت شش برتري مطلق دارند؛ پسمان راديو‌اكتيو بسيار كمي دارند، پسمان گرمايي ندارند، در مقابل انفجار هسته‌يي صد در صد ايمن هستند، در برابر هرگونه حمله نظامي، خرابكاري و حوادث غيرمترقبه ايمن هستند، مشكل تامين منابع سوخت ندارند؛ چون هيدروژن فراوان‌ترين عنصر در دنياست و مواد حاصل از واكنش گداخت هسته‌يي كاربرد تسليحاتي ندارد.»

اين كارشناس مسائل هسته‌يي در ادامه اين گفت‌وگو با اشاره به واكنشي كه در نيروگاه‌هاي گداخت هسته‌يي صورت مي‌گيرد، گفت:« در رآكتورهاي گداخت توليد انرژي از طريق واكنش‌هاي گداخت دوتريم - تريتيم و يا دوتريم - دوتريم انجام مي شود. به طور متوسط در هر 6700 اتم هيدروژن يك دوتريم وجود دارد كه به راحتي از آب دريا قابل استخراج است. تامين تريتيم نيز از طريق برهم كنش ليتيوم با نوترون انجام مي‌شود. منابع عظيمي از ليتيوم در خاك، به ويژه در كشورهاي آفريقايي وجود دارد، بنا‌بر‌اين از نظر منابع سوخت هيچ جاي نگراني نيست. يعني سوخت اوليه رآكتور گداخت، دوتريم و ليتيوم است و حاصل آن هليوم يا تريتيم است كه پرتوزايي ناچيزي دارد. اين در حالي است كه سوخت اوليه رآكتور شكافت (اورانيوم) پرتوزاست و پسمان آن پرتوزايي‌اش بسيار زيادتر است.»

وي در خصوص پروژه بين‌المللي ايتر، با بيان اين‌كه طرح ايتر در 1985 آغاز شد، گفت:« در اجلاس سران در ژنو در 1985 تحت عنوان "اتم براي صلح" ميخاييل گورباچف به رونالد ريگان پيشنهاد داد، دو كشور تلاش‌هايشان در خصوص گداخت را روي هم بگذارند؛ چرا كه در آن زمان تحقيقات روي گداخت هسته‌يي كاملا علني شده بود. پس از آن با پيوستن اتحاديه اروپا و ژاپن اين پروژه به شكل گسترده‌اي مطرح شد.»

اين عضو هيات علمي پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌يي در ادامه در خصوص همكاري روسيه با آمريكا در پروژه ايتر و ساير كشورها كه در آن اطلاعات فني و تكنولوژيك رد و بدل خواهد شد، در حالي كه در بسياري از زمينه‌ها اين دو كشور و كشورهاي هسته‌يي ديگر به شدت از دانش و تكنولوژي خود به ويژه در زمينه هسته‌يي حفاظت مي‌كنند، گفت:« آغاز اين مشاركت به پايان جنگ سرد باز مي‌گردد، در دهه 1980، دو پروژه مهم به عنوان مظهر همكاري متقابل شرق و غرب، يكي قرار دادن ايستگاه‌ فضايي بين‌المللي در مدار زمين و ديگري پروژه‌ي ايتر معرفي شدند.»





[b]هزينه‌ بالاي مالي و عظيم بودن پروژه و متمركز نبودن نيروهاي متخصص از مهمترين دلايل مشاركت كشورهاي بزرگ در ايتر است [/b]

وي با تاكيد بر ضرورت همكاري ميان كشورهاي بزرگ از جمله آمريكا و روسيه براي حل مشكلات بزرگ جهان امروز از جمله مساله محيط زيست، تصريح كرد:« علم و تكنولوژي، فرهنگ استفاده از آن و تعامل با ديگران را با خود به همراه مي‌آورد. بايد در نظر داشته باشيم كه مساله انرژي، امروز جهاني شده است و آلودگي محيط زيست بر اساس سوخت فسيلي به يك كشور منحصر نمي‌شود. امروز همه متوجه شده‌اند كه بر روي يك كشتي سوارند، لايه‌ي ازن فقط بالاي سر آمريكا سوراخ نشده است، بنابراين چه كشورهاي پيشرفته و صنعتي كه سهم بيشتري در آلودگي محيط زيست دارند و چه كشورهاي كمتر توسعه‌يافته و ضعيف به كمك يكديگر نياز دارند.»

او اضافه كرد:« البته يكي از دلايل مهم مشاركت كشورهاي بزرگ در پروژه ايتر هزينه‌ بالاي مالي و عظيم بودن اين پروژه و متمركز نبودن نيروهاي متخصص مورد نياز در كشورهاي مختلف است.»

اين عضو هيات علمي پژوهشگاه علوم و تكنولوژي هسته‌يي اظهار داشت:« طراحي مفهومي ايتر از 1988 آغاز و تا 1992 ادامه يافت. آزمايش‌هاي صورت گرفته نشان دادند كه جريان الكتريكي توكامك ايتر، بايد حدود 10 برابر توكامك معروف "جت" باشد و انتظار مي‌رود، سه فاكتور مهم چگالي، زمان محصور‌سازي و دما به طور هم زمان به دست آيد.»


[b]
آمريكا و روسيه نپذيرفتند پروژه ايتر در خاك هر يك از اين كشورها ساخته شود [/b]

گودرزي ادامه داد:« هريك ازدست‌اندركاران پروژه ايتر خواهان آن بودند كه اولين نمونه از اين رآكتور در خاك كشورشان باشد، اما آمريكا به هيچ وجه نمي‌پذيرفت كه اين پروژه به ويژه در خاك روسيه انجام شود و بالعكس. در اين شرايط اتحاديه اروپا مورد توافق اكثريت قرار گرفت. بحث‌ها ادامه داشت تا اين كه سال گذشته كلنگ بناي اين نيروگاه در جنوب فرانسه به زمين زده شد و انتظار مي‌رود تا 2015 يا 2016 ساخت آن به پايان رسد.»

اين كارشناس مسائل هسته‌يي گفت:« اگر جهش بهاي نفت كه چند بار در سال‌هاي گذشته پيش آمد، باز تكرار شود به اقتصاد كشورهاي غربي ضربه‌هاي سختي وارد مي‌شود. آن‌ها تقريبا راهكاري براي مقابله با جهش قيمت نفت ندارند، از اين رو، اين مساله دليل خوبي است تا همكاري بر سر پروژه ايتر توجيه داشته باشد.»



فهم جديدي از انرژي و نياز به آن ميان قدرت‌هاي بزرگ و هسته‌يي شكل گرفته است


[b]دنيا تا 15 سال ديگر از دوران شكافت به دروازه‌هاي گداخت وارد مي‌شود [/b]

وي گفت:« تا 15 سال ديگر پروژه ايتر به سرانجام مي‌رسد و دنيا از دوران شكافت به دروازه‌هاي گداخت وارد مي‌شود.»

اين عضو هيات علمي پژوهشگاه علوم و تكنولوژي هسته‌يي تصريح كرد:« به نظر مي‌آيد، فهم جديدي از انرژي و نياز به آن در آينده در ميان قدرت‌هاي شمال و پيشرفته با توافقي كه در پروژه ايتر صورت گرفت در حال شكل‌گيري است.»

[b]

كره‌ جنوبي در دهه‌ي 80 در شكافت و گداخت از ايران عقب‌تر بود [/b]

گودرزي در ادامه گفت‌و‌گو با ايسنا در خصوص جايگاهي كه ايران مي‌توانست، امروز در گداخت هسته‌يي داشته باشد با تاكيد بر اين‌كه ايران بدون ترديد مي‌توانست جايي بالاتر از جاي فعلي كره‌جنوبي و بسياري از ممالك ديگر در گداخت هسته‌يي داشته باشد، دليل اين امر را مربرط به مديريت علمي و پژوهشي ضعيف در كشور دانست و افزود:« كره‌جنوبي در دهه 1980 در خيلي از بخش‌هاي علمي و اقتصادي از ما عقب‌تر بود. نه تنها در گداخت، بلكه در شكافت هم از ما عقب‌تر بود.»

وي گفت:« دكتر نراقي مسوول وقت بخش فيزيك پلاسماي سازمان انرژي اتمي در سال 1354 يكي از بهترين دستگاه‌هاي تحقيقاتي مولد پلاسماي داغ و چگال (تتا پينچ) را ساخت. نراقي كسي بود كه توكامك كوچك "الوند" را با كمك كارشناسان داخلي و خارجي طراحي كرده و ساخت. شايد مسائلي مانند جنگ تحميلي گرفتاري‌هايي را براي ما ايجاد كرد، اما فقط مساله جنگ نبود كه ما را در گداخت عقب انداخت، بلكه اعمال سليقه‌هاي شخصي و اشتباه نيز در اين كار بي‌تاثير نبوده است. در دوران جنگ تحميلي به خاطر جنگ فعاليت كارشناسان و متخصصان كشور زير نظر دكتر نراقي معطوف به كارهاي اساسي‌تر شد و بعد از پايان جنگ مجددا كار و بررسي بر روي موضوع گداخت آغاز شد.»



[b]فروپاشي شوروي فرصت مناسبي را براي استفاده از امكانات هسته‌يي روسي در زمينه گداخت فراهم كرد [/b]

وي ادامه داد: « با توجه به تحريم‌ها، مطالعاتي درباره اين‌كه از كجا كمك فني گرفته شود و چه تجهيزاتي خريداري ‌شود صورت گرفت. در اين زمان به خاطر فروپاشي شوروي فرصت مناسبي پيش آمد تا از امكانات روسي استفاده كنيم و توكامك "دماوند" بر اساس مدل توكامك TVD روسيه كه از بهترين دستگاه‌هاي توكامك كوچك جهان بود، ساخته شد.»

گودرزي معتقد است، پيشرفت كره‌جنوبي در ارتباط مستقيم با ثبات در مديريت و پرهيز از اعمال سليقه‌هاي شخصي بوده است و تاكيد كرد:« مديريت در عرصه‌ فني و علمي به الگوهاي خاص خود نياز دارد.»



[b]در تامين دوتريم مشكل داريم [/b]

در تحقيقات گداخت مانعي بر سر راه ما وجود ندارد

وي در پاسخ به اين پرسش كه ايران در حال حاضر در گداخت هسته‌يي در چه رتبه‌اي در دنيا قرار دارد و به لحاظ مسايل سياسي با چه موانعي در اين زمينه روبروست، گفت: « از نظر تحقيقات در زمينه گداخت مانعي بر سر راه وجود ندارد. كشورهايي كه روش گداخت را پيش مي‌گيرند، خطري براي دنيا نيستند، اما به لحاظ تحريم‌هايي كه به طور يكجانبه و بين‌المللي در مورد ايران اعمال مي‌شود با مشكلاتي روبرو هستيم، از جمله براي تامين دوتريم. تهيه‌ي گازهاي مختلف با خلوصي مناسب و مطمئن به توانايي‌هاي تكنيكي و صنعتي نياز دارد، هر چند ايران توانايي وارد شدن به اين عرصه را دارد و تحقيقات اوليه در اين خصوص انجام شده است.»

اين كارشناس مسائل هسته‌يي در خصوص استفاده از دوتريم موجود در آب، با توجه به اين‌كه ايران كارخانه توليد آب سنگين در اختيار دارد، اظهار داشت:« البته، آب سنگين ارزشمندتر از آن است كه بخواهيم براي اين كار از آن استفاده كنيم. آب سنگين توليد كارخانه اراك براي استفاده در رآكتور تحقيقاتي 40 مگاواتي اراك در نظر گرفته شده است و در حال حاضر دوتريم مورد احتياج در آزمايشگاه‌هاي گداخت را از خارج خريداري مي‌كنيم.»



[b]در سال‌هاي اخير بازدهي در بهره‌برداري از امكانات موجود در زمينه گداخت در سازمان انرژي اتمي افزايش يافته است [/b]

وي ادامه داد:« يكي از مشكلات تحقيقاتي در ايران نداشتن ثبات مديريتي است. از سال 72 كه دستگاه توكامك دماوند راه اندازي شد تا امروز پنج بار رييس مركز تحقيقات گداخت هسته‌يي سازمان انرژي اتمي كه امروز به عنوان پژوهشكده فيزيك پلاسماي گداخت هسته‌يي زير نظر پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌يي فعاليت مي‌كند، تغيير كرده است. در سال‌هاي اخير بازدهي كار در اين زمينه و بهره‌برداري از امكانات موجود به طور قابل ملاحظه‌اي در سازمان انرژي اتمي افزايش يافته است. در عين حال حجم فعاليت فعلي در زمينه گداخت براي اين‌كه به دنيا برسيم، كافي نيست و مي‌طلبد هماهنگ‌تر و منسجم‌تر پيش برويم. جا به جايي مديران و يا اعمال محدوديت براي مديران پژوهشي و تحقيقاتي به خصوص در زمينه گداخت، منطقي و اصولي نيست. هم‌چنين بايد به آموزش نيروهاي فني و پژوهشي كارآمد مورد نياز و حفظ آن‌ها توجه بيشتري كرد.»

عضو هيات علمي و رييس آزمايشگاه "گداخت هسته‌يي با محصورسازي مغناطيسي غيرتوكامك" گفت:« در پروژه‌هاي بين‌المللي گداخت مثل "جت" بعضي از مديران آن از دهه 1970 ميلادي در اين پروژه هستند؛ چرا كه به افرادي كه در اين جايگاه قرار مي‌گيرند به لحاظ علمي و مديريتي اعتماد وجود دارد، مگر آنكه به دليل فساد مالي، اخلاقي و يا از كار افتادگي مجبور به تغييرات شوند. متاسفانه جا به‌ جايي مديريت در بخش گداخت در ايران بدون توجه به اهميت اين موضوع ما را از روند كار عقب انداخت.»



[b]در 10 سال گذشته سرعت كار در پروژه‌هاي پلاسماي كانوني، گداخت ليزري افزايش يافته است [/b]

گودرزي درباره بودجه‌ تخصيص داده شده براي پروژه‌ گداخت، اظهارداشت:« براي مدتي گداخت در حال ركود بود با اين حال بودجه‌هايي كه در گداخت هر چند كم اختصاص داده مي‌شد، منطقي و دقيق صرف مي‌شد.»

وي تاكيد كرد:« در 10 سال گذشته پروژه‌هايي مثل پلاسماي كانوني، گداخت ليزري و غيره در بخش گداخت سرعت گرفتند كه از مهمترين پروژه‌ها در گداخت هستند.»





[b]"طرح بنياد آسيايي گداخت" ايران مدل كوچك شده پروژه ايتر بود كه جدي گرفته نشد [/b]

اين كارشناس مسائل هسته‌يي در ادامه با اشاره به پيشرفت‌هايي كه در زمينه گداخت عملي بود، اما به دليل مشكلات حاصل نشدند، گفت:« به عنوان مثال در سال 1374 طرحي ارايه شد كه مدل كوچك پروژه ITER (ايتر) تحت عنوان "طرح بنياد آسيايي گداخت" بود. اين طرح در سطح بين‌المللي مطرح شده بود و با متخصصان برجسته روسيه، قزاقستان و پاكستان درميان گذاشته شده و قرار بود در گام‌هاي بعدي در مدت يكسال هند، كره‌جنوبي و چين به اين پروژه بپيوندند، اما از آنجايي كه پايه‌ي كار در ايران بد گذاشته شده بود، اين اهداف محقق نشد. در حالي كه افراد شناخته شده‌يي از جمله متخصصان بسيار برجسته روسي مانند آكادميسين وليخوف (مشاور علمي يلتسين كه مشاور گورباچف بوده است) كه بخشي از تحقيقات گداخت در جهان را در دهه‌ي 70 و 80 هدايت كرده است و از افرادي بود كه طرح اوليه "ايتر" توسط او مطرح شده است و هم‌چنين يكي از دانشمندان برجسته پاكستاني و رييس تحقيقات هسته‌يي قزاقستان در گردهمايي بنياد آسيايي گداخت در تهران شركت كرده بودند، اما متاسفانه در برابر چنين شخصيت‌ها و طرح عظيمي كه براي آن برنامه‌ريزي زيادي شده بود، يك فرد غير متخصص و ناكارآمد قرار گرفت كه حتي تحصيلاتش در زمينه‌ي فيزيك يا مهندسي هسته‌يي نبود و نمايندگي ما در اين طرح به وي سپرده شد. در چنين شرايطي انتظار مي‌رفت چه نتيجه‌اي بگيريم؛ جز اين‌كه كار از همان ابتدا جدي گرفته نشده و به بن‌بست رسيد.»

گودرزي در پايان با بيان اين اعتقاد كه علت اينكه از كره‌جنوبي و يا پروژه ايتر جا مانديم، تغييرات مديريتي پي در پي تصريح كرد:« كشورهاي مختلفي در اين پروژه سرمايه‌گذاري و شركت كرده‌اند، ما هم در حال حاضر بايد تلاش‌مان اين باشد كه بتوانيم حداقل به قسمت‌هاي جانبي پروژه ايتر وصل شويم.»



گفت‌وگو از خبرنگار ايسنا : زهرا اصغري

[newday 3]

اگر كلنگش رو بزنيم همه اروپا + آمريكا و اسراييل به ايران حمله ميكنند

كل اتحاديه اروپا در يك كار مشترك روي اين پروژه داره درجا ميزنه!
انوقت ايران بياد اين سيستم رو راه بندازه به تنهايي ؟

روز كلنگ زني من به كوير لوت پناه ميبرم

[Lich 12]

کل اروپا نه کل دنیا بعدش هم اون شکاف هسته ای نیست که نیودی عامل امارات جان! اون شتابدهنده هسته ای که تمام دنیا دارن روش جان می زنن!

[worior 26,159]

كلنگش خورده ! و الان توي كشور دو مدل دستگاه توكامك هست !

[quote]
كل اتحاديه اروپا در يك كار مشترك روي اين پروژه داره درجا ميزنه!
انوقت ايران بياد اين سيستم رو راه بندازه به تنهايي ؟
[/quote]
خدا رو چه ديدي شايد ايران تونست اين فناوري رو نهايي كنه ! مشكل اصلي اون از كنترل خارج شدن و گرم شدن بيش از حد سيستمه كه نميتونند براي مدت زيادي راكتور رو روشن نگهدارند ..

اين فناوري آينده است و دنيا روي اين تكنولوژي حساب ويژه اي باز كرده ! يادمه قرار بود كلايدر شتابدهنده هم بسازند !


در مورد عملكرد اين سيستم توي تاپيك بازگشت به آينده يه پست قرار ميدم...

[Lich 12]

آقا مثل اینکه سوء تفاهم شده اون چیزی که تمام دنیا سرش درگیرن و به هیچ جا هم نرسیده اند تا حالا شتابنده های هسته در سرن ژنوه که قراره انفجار بزرگ رو شبیه سازی کنه!

[armani 2,666]

چون طولاني بود وريور جان فردا ميخونم نظرم رو ميگم. البته شايد بتونم فقط تشكر كنم.

[newday 3]

[quote]کل اروپا نه کل دنیا بعدش هم اون شکاف هسته ای نیست که نیودی عامل امارات جان! اون شتابدهنده هسته ای که تمام دنیا دارن روش جان می زنن! [/quote]

ليچ عزيز ميدونم اين پروژه فرق ميكنه!

مگر اين همان جوش هسته اي نيست كه اروپا روش كار ميكنه؟ (فكر كنم به مركزيت فرانسه)

خب توي اين پروژه به دماي انفجار اتمي نياز هست!
يعني ساختن بمب اتم!

[worior 26,159]

اي بابا يعني فكر ميكني الان راكتور جوش هسته اي راه اندازي شده و دارن استفاده ميكنند ! منظور من همونيه كه گفتم در ضمن دنيا هنوز داره در جا ميزنه البته در خيلي از چيزها ! اينها هنوز نتونستن هويت جاذبه نور و خيلي چيزهاي ديگه رو مشخص كنند ! جوش هسته اي گه سهله !!!

اونچيزي هم كه شما ميگي يعني سرن اونهم جزء موارد درجا زدني محسوب ميشه ! البته ايران هم قرار بود نوع تحقيقاتي و كوچكتر اون رو بسازه كه خبري از اين برنام نيست فعلا...

[Lich 12]

نمی دونم والله نیودی جان عزیز دل برادر! ولی اگر خواستن هسته رو بشکافن یا گداخته اش کنند یک خبری بدند ما بریم پناه بگیریم!! البته چند تن از پژوهشگران کشورمون که در زمینه گداخت هسته ای فعالیت می کنند در ژنو مشغول همکاری هستند! حقیقتا من فیزیکو ناپلئونی نمره می اوردم بلد نیستم!

[newday 3]

ممنون
اي كاش در موردش يك تاپيك جداگانه زده بشه

من پيشنهاد ميدم يك بخش علم و فناوري تو سايت در كنار جنگ افزارها باز بشه و به چند شاخه هم تقسيم بشه!

[worior 26,159]

[quote][quote]کل اروپا نه کل دنیا بعدش هم اون شکاف هسته ای نیست که نیودی عامل امارات جان! اون شتابدهنده هسته ای که تمام دنیا دارن روش جان می زنن! [/quote]

ليچ عزيز ميدونم اين پروژه فرق ميكنه!

مگر اين همان جوش هسته اي نيست كه اروپا روش كار ميكنه؟ (فكر كنم به مركزيت فرانسه)

خب توي اين پروژه به دماي انفجار اتمي نياز هست!
يعني ساختن بمب اتم! [/quote]
بيشتر شبيه يك انفجار هسته اي از نوع هيدروژني كنترل شده است !
اگر دقت كنيد در خورشيد مرتبا در حال جوشيدن است اين جوشش با تبديل هيدروژن يعني H[size=9]1[/size]به هلیوم H2[size=9][/size] صورتمیگیرد ومرتبا تا زمان نامحدودی این پیوستن وگسستن ادامه خواهد یافت که حاصل آن دفع شدید انرژی خواهد بود ! البته انرژی بسیار زیادی هم بصورت گرما آزاد میکند که در این گرما مواد بصورت پلاسما در می آیند و...بی خیال ادامه ندم بهتره ...

اما این جوش هسته ای هم مشابه همینه و از لحاظ قدرت در انفجار هسته ای خیلی قویتر هم هست !!!

[newday 3]

[quote][quote][quote]کل اروپا نه کل دنیا بعدش هم اون شکاف هسته ای نیست که نیودی عامل امارات جان! اون شتابدهنده هسته ای که تمام دنیا دارن روش جان می زنن! [/quote]

ليچ عزيز ميدونم اين پروژه فرق ميكنه!

مگر اين همان جوش هسته اي نيست كه اروپا روش كار ميكنه؟ (فكر كنم به مركزيت فرانسه)

خب توي اين پروژه به دماي انفجار اتمي نياز هست!
يعني ساختن بمب اتم! [/quote]
بيشتر شبيه يك انفجار هسته اي از نوع هيدروژني كنترل شده است !
اگر دقت كنيد در خورشيد مرتبا در حال جوشيدن است اين جوشش با تبديل هيدروژن يعني H[size=9]1[/size]به هلیوم H2[size=9][/size] صورتمیگیرد ومرتبا تا زمان نامحدودی این پیوستن وگسستن ادامه خواهد یافت که حاصل آن دفع شدید انرژی خواهد بود ! البته انرژی بسیار زیادی هم بصورت گرما آزاد میکند که در این گرما مواد بصورت پلاسما در می آیند و...بی خیال ادامه ندم بهتره ...

اما این جوش هسته ای هم مشابه همینه و از لحاظ قدرت در انفجار هسته ای خیلی قویتر هم هست !!![/quote]


بله خيلي دقيق و خوب بود
منهم همين رو گفتم

منتهي از اول حرف من اين بوده كه:
اگر بخواهند هسته هاي هيدروژني را جوش بدهند نياز به حرارت انفجار هسته اي اورانيوم و يا پلوتونيوم ( هرچند خفيف) دارند

اگر كلنگ چنين راكتوري زمين بخورد همه دنيا به اتهام ساختن بمب اتمي ميريزن سرمون كه
مگر اينكه با ماهواره بر سفير تجهيزات را ببريم يك تكه پا خورشيد و اونجا جوش هسته اي رو تو گرماي طبيعي خورشيد انجام بديم و بياريم

[worior 26,159]

خوب مثل اينكه بايد توضيح كامل بدم ...

البته اين تاپيك به مرحمت دوستان فيزيك دان سي پي اچ تهيه شده و از سايت هوپا گرفته شده...






از ديرباز آرزوي بشر دستيابي به منبعي از انرژي بوده كه علاوه بر آنكه بتواند مدت مديدي از آن استفاده كند توليد پسماندهاي خطر ناك نيز در پي نداشته باشد.اكنون در هزاره سوم ميلادي اين آرزوي به ظاهر دست نيافتني كم كم به واقعيت مي پيوندد.اكنون بشر خود را آماده مي كند تا با ساخت اولين رآكتور گرما هسته اي (همجوشي هسته اي)آرزوي نياكان خود را تحقق بخشد.سوختي پاك و ارزان به نام هيدروژن,انرژي توليدي اي سرشار و پسماندي بسيار پاك به نام هليوم.

اكنون مي پردازيم به واكنشهاي گرما هسته اي راهكارهاي استفاده از آن.

[b]خورشيد و ستارگان: [/b]

سالهاست كه دانشمندان واكنشي را كه در خورشيد و ستارگان رخ داده و در آن انرژي توليد مي كند كشف كرده اند.اين واكنش عبارت است از تركيب (برخورد) هسته هاي چهار اتم هيدروژن معمولي و توليد يك هسته اتم هليوم.اما مشكلي سر راه اين نظريه است.

بالا ترين دمايي كه در خورشيد وجود دارد مربوط به مركز آن است كه برابر 15ضرب در 10 به توان6 مي باشد.در حالي كه در ستارگان بزرگتر اين دما به 20 ضرب در ده به توان 6 مي رسد.به همين خاطر تصور بر اين است كه آن واكنش معروف تركيب چهار اتم هيدروژن معمولي وتوليد يك اتم هليم در ساير ستارگان بزرگ نيست كه باعث توليد انرژي مي شود.بلكه احتمالا چرخه كربن در آنها به كمك آمده و كوره آنها را روشن نگه مي دارد.منظور از چرخه كربن آن چرخه اي نيست كه روي زمين اتفاق مي افتد.بلكه به اين صورت است كه ابتدا يك اتم هيدروژن معمولي با يك اتم كربنC12تركيب مي شود(همجوشي) و يك اتم N13 به علاوه يك واحد گاما را آزاد مي كند.بعد اين اتم با يك واپاشي به يك اتمC13به علاوه يك پوزيترون ويك نوترينو تبديل مي شود.بعد اينC13دوباره با يك اتم هيدروژن تركيب مي شود وN14و يك واحد گاما حاصل مي شود.دوباره در اثر تركيب اين نيتروژن با يك هيدروژن معمولي اتمO15و يك واحد گاما توليد مي شود.O15واپاشي كرده و N15به علاوه يك پوزيترون ويك نوترينو را بوجود مياورد.و دست آخر با تركيب N15با يك هيدروژن معموليC12به علاوه يك اتم هليوم بدست مي آيد.

[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/L375-1.jpg[/img]

ديديد كه در اين چرخه C12نه مصرف شد و نه به وجود آمد بلكه فقط نقش كاتاليزور را داشت.اين واكنشها به ترتيب و پشت سر هم انجام مي شوند.و واكنش اصلي همان تبديل چهار اتم هيدروژن به يك اتم هليوم است.مزيت چرخه كربن اين است كه سرعت كار را خيلي بالا مي برد. ولي اشكالي كه دارد اين است كه در دماي حد اقل20 ضرب در ده به توان6 شروع مي شود.بنا بر اين احتمال زيادي ميرود كه در ستاره هاي بزرگتر چرخه كربن باعث توليد انرژي مي شود.

[b]محصور سازي [/b]

يك تعريف ساده و پايه اي از همجوشي عبارت است از فرو رفتن هسته هاي چند اتم سبكتر و تشكيل يك هسته سنگينتر.مثلا واكنش كلي همجوشي كه در خورشيد رخ ميدهد عبارت است از برخورد هسته هاي چهاراتم هيدروژن وتبديل آنها به يك اتم هليوم .

تا اينجا ساده به نظر ميرسد ولي مشكلي اساسي سر راه است;مي دانيدهسته ازذرات ريزي تشكيل شده است كه پروتون ونوترون جزءلاينفك آن هستند.نوترون بدون بار وپروتون بابارمثبت كه سايربارهاي مثبت رابه شدت ازخودميراند.مشكل مشخص شد؟ بله…اگرپروتونها(هسته هاي هيدروژن)يكديگررادفع ميكنندچگونه ميتوان آنهارادرهمجوشي شركت داد؟

همانطوركه حدس زديد راه حل اساسي آن است كه به اين پروتونهاآنقدرانرژي بدهيم كه انرژي جنبشي آنهابيشترازنيروي دافعه كولني آنهاشود و پروتونها بتوانند به اندازه كافي به هم نزديك شوند.حال چگونه اين انرژي جنبشي را توليد كنيم؟گرما راه حل خوبيست.در اثر افزايش دما جنب و جوش وبه عبارت ديگرانرژي جنبشي ذرات بيشتر و بيشتر ميشود به طوري كه تعداد برخوردها و شدت آنها بيشتر و بيشتر ميشود.به نظر شما آيا ديگر مشكلي وجود ندارد؟ خير,مسئله اساسيتري سر راه است.

يك سماور پر از آب را تصور كنيد.وقتي سماور را روشن مي كنيد با اين كار به آب درون سماور گرما ميدهيد(انرژي منتقل مي كنيد).در اثر اين انتقال انرژي دماي آب رفته رفته بالاتر مي رود و به عبارتي جنب و جوش مولكولهاي آب زياد مي شود.در اين حالت بين مولكولهاي آب برخوردهايي پديد مي آيد.هر مولكول كه از شعله(يا المنت يا هر چيز ديگري)مقداري انرژي دريافت كرده است آنقدر جنب و جوش مي كند تا بالاخره (به علت محدود بودن محيط سماور و آب)انرژي خود رابه ديگري بدهد.مولكول بعدي نيز به نوبه خود همين عمل را انجام ميدهد.بدين ترتيب رفته رفته انرژي منبع گرما در تمام آب پخش مي شود و دماي آب بالا ميرود.خوب يك سوال:آيا وقتي بدنه سماور را لمس مي كنيم هيچ گرمايي حس نمي كنيم؟…بله حس ميكنيم.دليلش هم كه روشن است.برخورد مولكولهاي پر انرژي آب با بدنه سماور و انتقال انرژي خود به آن.هدف ما از روشن كردن سماور گرم كردن آب بود نه سماور.اميدوارم تا اينجا پاسخ اولين مشكل اساسي بر سر راه همجوشي را دريافت كرده باشيد.بله اگر اگر با صرف هزينه و زحمت بالا سوخت را به دمايي معادل ميليونها درجه كلوين برسانيم آيا اين اتمها آنقدر صبر خواهند كرد تا با ديگر اتمها وارد واكنش شوند يا در اولين فرصت انرژي بالاي خود را به ديواره داده وآن را نا بود ميكند؟(...شما بوديد چه مي كرديد؟؟؟...).بنابر اين نياز به ((محصور سازي))داريم;يعني بايد به طريقي اجازه ندهيم كه اين گرما به ديواره منتقل شود.

[b]رسيدن به دماي بالا: [/b]

شروع واكنش همجوشي به دماي بسيار بالايي نيازمند است.درست است كه دماي پانزده ميليون درجه دماي بسيار بالايست و تصور بوجود آوردنش روي زمين مشكل و كمي هم وحشتناك مي باشد ولي معمولا در زندگي روزمره دور و برمان دماهاي خيلي بالايي وجود دارند و ما از آنها غافليم.مثلا وقتي در اثر اتصالي سيمهاي برق داخل جعبه تقسيم ميسوزد وشما صداي جرقه آنرا ميشنويد و پس از بررسي متوجه مي شويد كه كاملا ذوب شده فقط به خاطر دماي وحشتناكي بوده كه آن تو به وجود آمده.شايد باور نكنيد ولي اين دما به حدود سي-چهل هزار درجه كلوين ميرسد.البته اين دما براي همجوشي حكم طفل ني سواري را دارد.يا اينكه مي توانيم با استفاده از ولتاژهاي بسيار بالا قوسهاي الكتريكي را از درون لوله هاي مويين عبور بدهيم.به اين ترتيب دماي هواي داخل لوله كه اكنون به پلاسما تبديل شده به نزديك چند ميليون درجه مي رسد.(كه باز هم براي همجوشي كم است).يكي از بهترين راهها استفاده از ليزر است.مي دانيد كه ليزرهايي با توانهاي بسيار بالا ساخته شده اند.مثلا نوعي از ليزر به نام ليزر نوا(NOVA)مي تواند در مدت كوتاهي انرژي اي معادل ده به توان پنج ژول توليد كند.اما بازهم در كنار هر مزيت معايبي هست.مثلا اين ليزر تبعا انرژي زيادي مصرف ميكند كه حتي با صرف نظر از آن مشكل ديگري هست كه ميگويد اگر انرژي توليدي ليزر در آن مدت كوتاه بايد تحويل داده بشود پس براي برقرار ماندن معيار لاوسن (حالا كه مدت زمان محصور سازي پايين آمده)بايد چگالي بالا تر برود.كه در اين مورد از تراكم و چگالي جامد هم بالا تر ميرود.

[b]انواع واكنشها: [/b]

براي بهينه سازي كار رآكتورهاي همجوشي و افزايش توان خروجي آنها راههاي متعددي وجود دارد.يكي از اين راهها انتخاب نوع واكنشيست كه قرار است در رآكتور انجام بشود.

ظبق تصوير زير نوعي از واكنش همجوشي بصورتيست كه در آن دو هسته سبك با يكديگر واكنش داده و يك هسته سنگين تر را بوجود مياورند.يعني حاصل تركيب دو هسته دوتريم و توليد يك هسته ترتيم به علاوه يك هسته هيدروژن معموليست. اين واكنش انرژي ده مي باشد.چون تفاوت انرژي بستگي هسته سنگين تر وهسته هاي سبكتر مقداري منفيست.

در اين واكنش مقدار انرژي اي توليدي برابر4MeVمي باشد.

قبلا گفته شد كه بايد براي انجام همجوشي هسته ها به اندازه كافي به هم نزديك بشوند.اين مقدار كافي حدودا معادل3fmمي باشد.چون در اين فاصله ها انرژي پتانسيل الكترواسناتيكي دو دوترون در حدود 0.5MeVهست پس مي توانيم با اين مقدار انرژي دادن به يكي از دوترونها دافعه كولني بين دوترونها ر شكسته و واكنش را شروع كنيم كه بعد از انجام مقدار4.5MeVتوليد مي شود.(0.5MeVانرژي جنبشي به علاوه 4MeVانرژي آزاد شده)

همانطور كه مي بينيد بهترين گزينه واكنش سوم مي باشد

[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/L375-2.jpg[/img]

مي توانيم رآكتور خود را طوري طراحي كنيم كه دور ديواره بيروني آن ليتيم مايع تحت فشار جريان داشته باشد.اين ليتيم مايع گرماي توليدي اضافي را از واكنش گرفته و به آب منتقل مي كند و با تبديل آن به بخار باعث مي شود كه توربين و ژنراتور به حركت درآيند و برق توليد بشود.

[b]اما چرا ليتيم؟ [/b]

قبلا ديديد كه مقرون به صرفه ترين واكنش در رآكتور همجوشي واكنش دوتريم . ترتيم است.در اين واكنش ديديد كه يك نوترون پر انرژي توليد مي شد.اين مساله يعني نوترون زايي مي تواند سبب تضعيف بخشهايي از رآكتور شود.از طرفي براي محيط زيست و مخصوصا سلامتي كساني كه در اطراف رآكتور فعاليت مي كنند بسيار مضر است.اما اگر ليتيم را به عنوان خنك كننده داشته باشيم اين جريان ليتيم همچنين نقش مهم كند كنندگي را بازي خواهد كرد.به اين صورت كه با نوترون اضافي توليد شده در واكنش تركيب شده و سوخت گران قيمت و بسيار كمياب رآكتور رو كه همان ترتيم است توليد مي كند.واكنش دقيق آن به شكل زير است.البته در اين مورد بايد ضخامت ليتيم مايع در جريان حداقل يك متر باشد.

[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/L375-3.jpg[/img]

[b]انواع رآكتور: [/b]

توكامك يكي از انواع رآكتورهاي همجوشي هسته ايست كه عمل محصورسازي را به خوبي انجام ميدهد.طرح توكامك در دهه پنجاه ميلادي توسط روسها پيشنهاد شد.كلمه توكامك از كلمات "toroidalnaya", "kamera", and "magnitnaya" به معني " اتاقك مغناطيسي چنبره اي" گرفته شده است.

يكي از دلايل و توجيحاتي كه براي چنبره اي بودن محفظه هاي محصور سازي مي شود بيان كرد اين است كه : توپ پر مويي را تصور كنيد كه شما قصد داريد موهاي اين توپ را شانه بزنيد. شما هر طور و از هر طرف كه بخواهيد اين كار بكنيد هميشه دو طرف از موهاي توپ شانه نشده و نامنظم باقي مي ماند.حال به جاي توپ فرض كنيد كه يك كره مغناطيسي داريم .ميخواهيم كه بردارهاي ميدان در سراسر اطراف اين كره يكنواخت و منظم باشند(در واقع همه در يك جهت باشند).بنا به مثال اين كار غير ممكن بوده ونا منظمي در دو طرف كره باعث عدم پايداري محصور ساز مي شود.ولي در يك محصور ساز چنبره اي چنين مشكلي وجود ندارد و يكنواختي ميدان سراسر محصور ساز(توكامك)باعث پايداري آن مي شود.مهم ترين و حياتي ترين وظيفه يك ابزار همجوشي پايدار نگه داشتن پلاسما است.

اسفرومك نوع ديگري از رآكتورهاي همجوشي هسته ايست.

اسفرومك نوع ديگري از رآكتورهاي همجوشيست كه بر خلاف توكامك كه چنبره ايست شكلي كروي دارد.البته تفاوت اسفرومك با توكامك در اين است كه در مركز اسفرومك هيچ جسم مادي اي وجود ندارد.

اسفرومك متاسفانه با بي مهري مواجه شد و به اندازه توكامك مورد توجه واقع نشد.در حالي كه اسفرومك مدت زيادي بعد از توكامك اختراع شد.

در دهه گذشته اغلب تحقيقات در بخش انرژي همجوشي مغناطيسي روي توكامك چنبره اي شكل براي رسيدن به واكنشهاي همجوشي در سطح بالا متمركز شده است.

كار توكامك در ايالات متحده وخارج آن ادامه دارد ولي سازمان دانشمندان انرژي همجوشي در حال بازديد از اسفرومك هستند.

قسمت زيادي از علاقه تجديد شده به پروژه اسفرومك روي تحقيقات فعالي در لاورنس ليورمور در گروهي به نام SSPX (Sustained Spheromak Physics Experiment) متمركز شده است.SSPX در 14ژوئن 1999 در مراسمي با حضور نماينده اي از DOE و با همكاري دانشمنداني از Sandia و آزمايشگاه ملي لس آلاموس آغاز به كار كرد.SSPX يك سري از از آزمايشات است كه براي اين طراحي شده كه توانايي اسفرومك را در اين مورد كه اسفرومك چقدر اين كيفيت را داراست كه پلاسما هاي داغ سوخت همجوشي را درون خود داشته باشد مشخص كند .

به عقيده رهبر پروژه SSPX آقاي David Hill توكامك با دماي بالايي كه در آن قابل دسترسيست (بيشتر از 100ميليون درجه سلسيوس كه بارها بيشتر از دماي مركز خورشيد است)فعلا برنده جريان رهبري پروژه هاي همجوشي به حساب مي آيد.با اين حال ميدانهاي مغناطيسي توكامك بوسيله كويل (سيم پيچ) هاي بيروني بسيار بزرگ كه چنبره رآكتور را كاملا احاطه مي كنند توليد مي شوند.اين كويل هاي بسيار بزرگ هزينه بسيار زياد و بي نظمي و اختلالاتي در كار رآكتور خواهند داشت.

در حالي كه اسفرومك ها پلاسماي بسيار داغ را در يك سيستم ميدان مغناطيسي ساده و فشرده كه فقط از يك سري ساده از كويل هاي كوچك پايدار كننده استفاده ميكند بوجود مي آورد.ميدانهاي مغناطيسي قوي لازم درون پلاسما با چيزي كه دينام مغناطيسي ناميده مي شود توليد مي شوند.

[b]انرژي ده كردن: [/b]

مي دانيد درنوعي از رآكتورهاي شكافت هسته اي بوجود آوردن زنجيره واكنشها بوسيله برخورد دادن يك نوترون پر انرژي با هسته يك اتم اورانيم235 انجام مي شود.به اين صورت كه وقتي كه اين نوترون وارد هسته اتم اورانيوم235 مي شود آن را به يك هسته اورانيم236 تبديل ميكند.از آنجا كه اين هسته ناپايدار است به سرعت واپاشي مي كرده و اتمهاي سبكتري به همراه سه نوترون پر انرژي ديگر را توليد مي كند.

توضيح كاملتر اينكه در هسته هاي سنگين پايدار مثل اورانيوم بين نيروهاي الكترواستاتيكي كه مايل هستند ذرات تشكيل دهنده اتم را از هم دور كنند و نيروي هسته اي كه آنها را كنار هم نگه ميدارد تعادل بسيار حساسي وجود دارد كه اين تعادل رو مي توانيم براحتي و به روشي كه گفته شد به هم زده و واكنش شكافت هسته اي را شروع كنيم.واكنش حاصل از يك اتم با توليد كردن سه نوترون پر انرژي ديگر باعث ميشود سه اتم اورانيم ديگر وارد واپاشي بشوند.به همين ترتيب واكنش اصطلاحا زنجيره اي ميشود.

قدر مسلم يك رآكتور همجوشي ايده آل رآكتوريست كه در آن واكنشهاي زنجيره اي داريم. در واقع هدف اساسي در راه ساخت رآكتور همجوشي هسته اي زنجيره اي كردن آن است.اگر قرار باشد كه ما در اين راه انرژي صرف كنيم تا يك مقدار كمتر از آن را بدست بياوريم مطمئنا اين واكنش نه زنجيره ايست نه مفيد.دانشمندان اين رشته مفهومي به نام گيرانش را تعريف كرده اند كه به معني اين است كه مقداري انرژي صرف شروع واكنش كنيم و انرژي بيشتر از سلسله واكنشها بگيريم.در واقع در شرايط گيرانش واكنش زنجيره اي ميشود.يعني نه تنها انرژي توليدي يك واكنش براي انجام واكنش بعد كافيست بلكه مقدار زيادي از آن هم اضافه است وميتواند در اختيار ما براي توليد برق قرار بگيرد.

اگر بخواهيم توكامك يا هر وسيله ديگر كه همجوشي در آن انجام مي شود توان مفيد داشته باشد يعني به ما انرژي بدهد بايد شرايط خاصي داشته باشد. براي آنكه احتمال برخورد ذرات(يونهاي) نامزد همجوشي بالا برود اولا بايد دماي خيلي بالايي درون آن توليد بشود و رآكتور هم بتواند بخوبي دماي بالا را تحمل كند.(اين دما در محدوده ده به توان هشت درجه كلوين مي باشد!)دوما رآكتور بايد اين توانايي را داشته باشد كه درونش چگالي زياد از يونها را وارد كرد و سوم اينكه زمان محصور سازي در آن طولاني باشد.

دماي بالا براي آن است كه بتوانيم تقريبا مطمئن باشيم كه مي توانيم از سد محكم پتانسيل كولني هسته ها بگذريم.چگالي زياد هم براي اين است كه هر چه بيشتر احتمال برخورد هاي كارا بالا برود.

در اين مسير قانوني وجود دارد كه نام آن معيار لاوسون است.به كمك اين معيار مي شود محاسبه كرد كه آيا شرايط طوري هست كه واكنش به گيرانش برسد يا نه.

معيار لاوسن = بايد: مقدار چگالي*مدت زمان محصور سازي > ده به توان20ذره در متر مكعب باشد تا اين واكنش به گيرانش برسد(البته بستگي مستقيم با دماي پلاسما دارد)

[b]اما به طور دقيق تر: [/b]

براي رسيدن به شرايط مطلوب درواكنشهاي گرما هسته اي كه در آنها از سوخت دوتريم - ترتيم استفاده مي شود دماي پلاسما (T) بايد در محدوده يك الي سه ضرب در ده به توان هشت درجه كلوين و زمان محصورسازي(تي اي)(تي انديس E) بايد در حدود يك الي سه ثانيه و چگالي (n) بايد حوالي يك الي سه ضرب در ده به توان بيست ذره بر متر مكعب باشد.براي آغاز به كار رآكتور يعني براي رسيدن به كمينه دماي حدود ده به توان هشت كلوين بايد از وسيله گرما ساز كمكي استفاده كرد.بعد از محترق شدن سوخت مخلوط پلاسما باذرات آلفايي كه در اثر احتراق اوليه بوجود اومده اند گرم شده و مي توانيم دستگاه كمكي را از مدار خارج كنيم.از آن به بعد سرعت فعاليتهاي همجوشي با افزايش دادن چگالي پلاسما افزايش پيدا مي كند.با اين وجود افزايش چگالي به بالاي مرزهاي تعيين شده و مطمئن به معني به هم خوردن پايداري پلاسما و يا اينكه خاموش شدن رآكتور را در پي خواهد داشت يا فاجعه.به عبارت ديگه (در صورت افزايش چگالي پلاسما) براي پايدار كردن پلاسما زمان محصور سازي و دماي احتراق و صد البته حجم پلاسما و نقطه پايداري پلاسما با افزايش چگالي بالا تر رفته و شرايط را براي كار سخت تر مي كند.به حالت تعادل در آوردن اين ملزمات با شكل بندي رآكتور در كوچكترين اسپكت ريتو كه به شكل بندي مغناطيسي آن بستگي دارد مقدور ميشود.

[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/L375-4.jpg[/img]

نسبت R به a را اسپكت ريتو مي گويند.

[b]خروج پسماندها:[/b]

طبق شكل زير كه تصويري از سطح مقطع رآكتور مي باشد نحوه كنترل و خارج كردن پسماندهاي واكنش كه همان هليوم باشند را مشاهده مي كنيد.

[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/L375-5.jpg[/img]

واقعيت:

ITER

اسم مجموعه ايست كه اولين رآكتور همجوشي جهان را كه از نوع توكامك خواهد بود در فرانسه خواهند ساخت.اين مجموعه متشكل است از كشورهاي: روسيه اروپا ژاپن كانادا چين ايالات متحده و جمهوري كره. آنها در اين راه از فوق هادي ها براي قسمت هاي مغناطيسي رآكتور استفاده مي كنند.توان خروجي اين توكامك 410 مگا وات خواهد بود.


منبع :www.hupaa.com

نوشته : مهرداد صميمي فر

[newday 3]

ممنون خيلي جالبه

من فكر كنم كسي اين صفحه رو كامل بخونه
و بعد بگند ايران ميخواد همچين پروژه اي راه بندازه با من به كوير لوت پناه ميبره
البته در عوض خيلي اطلاعات عمومي بالا ميره

[maalek 18]

worior عزيز خيلي زحمت كشيدي ممنون برادر
من كه اطلاعات خيلي خوبي در مورد همجوشي هسته اي بدست آوردم
به قول newday گرامي كه ايكاش يه كم لحن آرومتري داشت با اين اوصافي كه تو اين مطلب عنوان شده ما چطوري ميخواهيم به تنهاي به مهم نايل بشيم نمي دونم
در هر صورت من منكر توانايي هاي دانشمندان ايراني نميشم اما با اين مزيتهايي كه اين روش توليد انرژي داره و اين پيشرفتهايي كه ما تو اين مبحث از توليد انرزژي داريم به نظرم شايد بهتر بود اين هزينه و وقتي رو كه ما روي شكافت هسته اي گذاشتيم بهتر نبود روي همجوشي ميذاشتيم