بهنوش خرم‌روز: آی.تی.ای.آر، (ITER) طرح چندین میلیارد دلاری بین‌المللی است که قرار است پل ارتباطی بین مطالعات فیزیک پلاسما و کارخانه‌های تولید برق آینده از انرژی همجوشی هسته‌ای باشد. اما با افزایش هزینه‌ها و به دنبال آن تاخیرها، به نظر می‌رسد که هفت شریک این طرح تنها در ابتدای امر به ساخت نمونه اسکلتی آن بسنده کنند.
این در حالی است که در تیرماه سال گذشته اعلام شده بود این سیستم در سال 2018/ 1397 روشن خواهد شد. اما در شرایط فعلی، آزمایش‌های اولیه‌ای که می‌توانند ترکیب لازم برای این انرژی را تایید کنند، تا پایان سال 2025/ 1404 انجام نخواهند شد و این، 5 سال دیرتر از زمانی است که در هنگام امضای قرارداد در سال 2006/ 1385 تعیین شده بود.
همجوشی هسته‌ای چیست؟
همجوشی هسته‌ای، نوعی فرآیند هسته‌ای است که به‌طور طبیعی در خورشید و ستارگان انجام می‌شود. در ساده‌ترین شکل آن، چهار اتم هیدروژن طی فرایندهای متعددی باهم ترکیب می‌شوند و با تشکیل هسته یک اتم هلیوم، مقدار زیادی انرژی نیز آزاد می‌کنند. این روش تامین انرژی، یکی از پاک‌ترین و کارآمدترین روش‌های تولید انرژی است که برای محیط زیست نیز خطری به‌همراه ندارد.
اما فناوری بشر هنوز به جایی نرسیده که بتواند این فرآیند را در شرایط کنترل‌شده انجام دهد. روش طبیعی این فرآیند، استفاده از نیروی گرانش بسیار قدرتمند ستارگان برای مهار پلاسمای بسیار داغ و پرانرژی هیدروژنی است، اما از آنجایی‌که در زمین نمی‌توان از این امکان بهره برد، دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند با استفاده از میدان‌های مغناطیسی قدرتمند، پلاسمای هیدروژنی را کنترل کنند. ابزاری که این فرآیند را انجام می‌دهد، توکامک نام دارد؛ دستگاهی دونات‌شکل که با استفاده از میدان مغناطیسی، ایزوتوپ‌های هیدروژن را فشرده می‌کند و تا میلیون‌ها درجه کلوین داغ می‌کند تا ترکیب شوند.
راه‌حل‌های پیش رو
به گزارش نیچر، قرار است که برنامه جدید، تحت عنوان سناریو 1، 17 و 18 ژوئن آینده/ 27 و 28 خردادماه با حضور نمایندگانی از هر هفت شریک در ژاپن به بحث گذاشته شود. شرکای این طرح را اتحاد اروپا، ژاپن، کره جنوبی، روسیه، ایالات متحده آمریکا، چین و هندوستان تشکیل می‌دهند. به دلیل افزایش قیمت مواد اولیه، جاهای خالی موجود در طرح اولیه و افزایش دور از انتظار هزینه‌های مربوط به تهیه ملزومات طرح، هزینه‌هایی که در نشست سال 2006/ 1385 معادل 5 میلیارد یورو ( 7 میلیارد دلار آمریکا) برآورد شده بود، حالا دو برابر شده است. در واقع این هزینه‌ها در طول بیست سال آینده که طرح تکمیل شود، باز هم افزایش خواهد داشت.
نوربرت هولتکامپ، معاون مدیر روابط‌عمومی آی.تی.ای.آر معتقد است تنها راه برای پیش‌برد این پروژه، این است که ابتدا نسخه اسکلتی آن ساخته شود. اول باید مطمئن شد که تمام بخش‌های اصلی به خوبی کار می‌کنند. گزینه دیگر در مقابل سناریو 1، دستگاه موقتی کوچک‌تری است که هرگز مقادیر قابل توجهی از انرژی تولید نخواهد کرد. اما استیو کاولی، مدیر آزمایشگاه انرژی همجوشی هسته‌ای بخش انرژی هسته‌ای انگلیس، یکی از بسیار پژوهشگرانی است که سناریو 1 را ترجیح می‌دهند. وی می‌گوید: « اگر یک آی.تی.ای.آر نصفه‌نیمه بسازیم، ادامه می‌دهیم، اما به جوابی نمی‌رسیم.»
جاه‌طلبانه‌ترین پروژه علمی
پروژه آی.تی.ای.آر، جاه‌طلبانه‌ترین آزمایش همجوشی هسته‌ای است که تاکنون پیشنهاد شده است.
هیدروژن معمولی نمی‌تواند به مقدار کافی رویدادهای همجوشی برای تولید میزان فراوانی از انرژی ایجاد کند. اما با تزریق دویتریوم و تریتیوم رادیواکتیو به سیستم، در حدود 500 مگاوات انرژی حرارتی تولید می‌شود که ده برابر بیشتر از مقدار انرژی لازم برای به‌راه افتادن این مجموعه است. با این حال هنوز به مطالعات بیشتری نیاز است تا ثابت شود که این سیستم به خوبی جواب می‌دهد. همچنین تا ساخت چنین راکتوری خارج از آزمایشگاه، هنوز دهه‌ها مانده است.
پیش از این هم هزینه‌ای که در سال 1989/ 1368 برابر با 6 میلیارد دلار آمریکا برآورد شده بود، دو برابر شد که این امر خشم کنگره آمریکا را برانگیخت و پافشاری اروپا، روسیه و ژاپن منجر به بازنگری در طرح‌ها شد تا هزینه‌ها در همان حد 6 میلیارد دلار باقی بماند. در طراحی مجدد، تعداد افراد به نصف کاهش یافته است، هزینه‌های مربوط به تجهیزات تجملی و برخی قطعات یدکی حذف شده‌اند و انتظار می‌رود که از برخی ساختمان‌ها بارها استفاده شود. این طرح جدید که طی سه سال توسط روبرت آیمر، فیزیکدان برجسته فرانسوی آماده شد، در سال 2001/ 1380 توانست موافقت شرکا را جلب کند. در این زمان آمریکا، باز به پروژه برگشت و هندوستان، کره جنوبی و چین هم به این پروژه پیوستند.
البته به گفته آیمر، این طرح جدید، طرح نهایی نیست؛ بلکه یک راهنماست و هزینه‌ها، به صورت ارزش‌گذاری واحدها مشخص شده‌اند تا کشورها بتوانند بر سر این که کدام بخش را تامین می‌کنند، مذاکره کنند. در حالی‌که برخی اعضا مانند اتحادیه اروپا، از کلی بودن طرح شاکی‌اند، آمریکا معتقد است باید بیش از این‌ها فضا برای تغییر و اضافه کردن، در طرح گذاشته می‌شد.
با همه این‌ها، طرح سال 2001/ 1380 در سال 2006/ 1385 مورد تایید قرار گرفت. تنها بخش‌هایی مانند مجموعه‌ای از مغناطیس‌های ابررسانا برای کنترل نوعی بی‌ثباتی که در طرح‌های قبلی پیش‌بینی نشده بود، به طرح افزوده شد. به علاوه، رسیدن تعداد اعضا از 3 به 7، خود نیازمند بازنگری‌های جدیدی بوده است. همه این تغییرات باعث صرف پول و زمان شدند. شاید با کم کردن هزینه و زمان این پروسه‌ها و جلسات، از هزینه پروژه کم می‌شد؛ اما این امر از نظر سیاسی امکان‌پذیر به نظر نمی‌رسد. اغلب کشورهای عضو، خود را برای افزایش قیمت‌ها آماده کرده‌اند. در حقیقت، با بخش‌هایی که در طرح فعلی از آی.تی.ای.آر حذف شده‌اند، این پروژه تنها با پلاسمای هیدروژن و بدون تزریق دوتریوم و تریتیوم می‌تواند کار کند. این کار به مهندسین و دانشمندان کمک می‌کند تا قبل از افزودن بسیاری از بخش‌های گران‌قیمت، مطمئن شوند که سیستم به‌خوبی کار می‌کند.
نظر شما