نگاهي به فناوري هاي جديد براي توليد انرژي پاكيزه برترين دستاورد بشر هنوز در راه است

واضح آرشیو وب فارسی:همشهری: نگاهي به فناوري هاي جديد براي توليد انرژي پاكيزه برترين دستاورد بشر هنوز در راه است
نايگل پرايتيس / ترجمه؛ سليمان فرهاديان

هرگاه از انرژي و منابع تامين انرژي سخن به ميان مي آيد، از همجوشي هسته يي كمتر صحبتي مي شود. اما هم اكنون دانشمندان درباره روش هاي ايمن و سازگار با محيط زيست براي توليد انرژي الكتريكي پژوهش مي كنند.

در زمانه ما بحران انرژي از صفحه هاي كتاب هاي درسي به دنياي سياست نقل مكان كرده است و يكي از موضوع هاي بسيار مهم در عرصه سياست هاي جهاني است. منابع انرژي آينده به طور فزاينده يي آسيب پذيرند و مصرف جهاني انرژي به طور روزافزوني زياد مي شود. تخمين زده مي شود ميزان مصرف انرژي تا سال 2030 حدود 71 درصد افزايش داشته باشد و پس از آن نيز به رشد خود ادامه دهد. كمبود انرژي بر همه جنبه هاي زندگي نوين ما همانند تجارت، حمل و نقل، تغذيه، بهداشت و ارتباطات تاثير شگرفي دارد. اين بحران بزرگ توجه دانشمندان بزرگي را به خود جلب كرد و باعث انجام پژوهش هاي بنيادي در مورد فناوري هاي محرمانه شده است كه از ميان آنها مي توان به همجوشي هسته يي اشاره كرد.

چرا همجوشي هسته يي

خورشيد ما و همه ستارگان جهان انرژي خود را از راه همجوشي هسته يي تامين مي كنند.

اين روش هم مشابه روش سنتي تامين انرژي هسته يي (يعني شكافت) مي تواند مقدار بسيار زيادي انرژي توليد، بدون اينكه محصولات جانبي مانند كربن ايجاد كند. اما در اينجا يك تفاوت بسيار مهم وجود دارد. در اين روش هيچ زباله راديواكتيو پايدار و خطرناكي توليد نمي شود. پسماندهايي كه از همجوشي هسته يي حاصل مي شود تنها 50 تا 70 سال راديواكتيو هستند. اين عدد را با طول عمر پسماندهاي راديواكتيو شكافت مقايسه كنيد كه هزاران سال دوام دارند. پروفسور مايك دان از آزمايشگاه رادرفورد اپلتون در آكسفورد شاير مي گويد؛ «اين روشي براي تامين درازمدت انرژي است. در اين روش مي توان از مقدار كمي سوخت، مقدار بسيار زيادي انرژي به دست آورد، محصولات جانبي آن نيز بي خطر هستند.»

مواد اوليه همجوشي هسته يي (آب و سيليسيم) بسيار فراوان و در سرتاسر زمين پراكنده است. اين موضوع باعث مي شود تامين انرژي مثل سال 2007 تحت تاثير كشمكش هاي سياسي قرار نگيرد، گفتني است روسيه در ژانويه 2007 در پي درگيري هاي سياسي با بلاروس يكي از خط لوله هاي اصلي نفت خود به اروپا را بست. در عين حال همجوشي هسته يي به موضوع تغييرات جهاني وضعيت آب و هوايي نيز مربوط مي شود. به نظر نمي رسد فناوري هاي فعلي توليد انرژي بدون كربن بتواند تا پايان قرن جاري نياز ما را به انرژي تامين كند. انرژي هسته يي هنوز هم فراگير نشده است و منابع انرژي تجديدپذير همانند (باد و خورشيد) به رغم هزينه هاي بالا، انرژي كمي توليد مي كنند اما اميد مي رود همجوشي هسته يي بتواند تا سال 2100 استفاده از سوخت هاي فسيلي براي توليد انرژي را كه كربن دي اكسيد منتشر مي كند، منسوخ سازد.

دشواري هاي پيش رو

اگر مي توان انرژي پاكيزه و نامحدودي را توليد كرد، پس اين همه تعلل براي چيست؟ متاسفانه همه تلاش هاي پيشين براي توليد مقدار زيادي انرژي از همجوشي هسته يي با شكست روبه رو شده است. آزمون محرمانه يي كه طي برنامه ساخت بمب اتمي در دهه 1950 انجام شده نشان داد همجوشي ممكن است، اما پايدار و پيوسته نگه داشتن همجوشي هسته يي نيازمند توليد و مصرف مقدار زيادي انرژي است كه تاكنون تامين آن ميسر نشده است. براي آنكه همجوشي هسته يي انجام شود، به مقدار زيادي انرژي نياز داريم. در اين روش هسته هاي اتم را با يكديگر جوش مي دهند و خلاف روش شكافت هسته يي است كه طي آن يك هسته اتم شكافته مي شود. در خورشيد به دليل دماي 15 ميليون درجه سيليسيوس و فشار فوق العاده زياد، اتم هاي هيدروژن به يكديگر جوش مي خورند و هليم را به وجود مي آورند و طي آن مقدار بسيار زيادي انرژي حاصل مي شود. در خورشيد هيدروژن به صورت پلاسما وجود دارد و واكنش همجوشي هسته يي پيوسته روي مي دهد.

دان مي گويد؛ «نكته مهم در اينجا، دستيابي به يك واكنش پايدار است. اين مورد درست مثل انجام يك انفجار است. در ابتدا مقدار كمي انرژي مصرف مي كنيم (براي انفجار چاشني) كه اين انرژي يك واكنش زنجيره يي را به وجود مي آورد كه باعث انفجار اصلي مي شود.» تاكنون همه تلاش ها براي توليد انرژي به روش همجوشي هسته يي با مشكلات حل نشده يي روبه رو شده است. با اين همه هم اكنون دانشمندان در تلاشند بزرگ ترين و پيچيده ترين رآكتور جهان را بسازند كه بتواند 50 سال آينده دستيابي به انرژي هسته يي به روش همجوشي را ممكن سازد. آيا اين تنها آرزوي روياپردازان است؟

ساخت نيروگاه

اتحاديه اروپا و هفت كشور عضو آن در سال 2007 اختصاص 7 ميليارد يورو (513 ميليارد دلار) براي طراحي و ساخت رآكتور انرژي هسته يي در فرانسه را تصويب كردند كه در صورت ساخت به احتمال بسيار اولين رآكتور از اين نوع خواهد بود.

رآكتور آزمايشي گرما هسته يي بين المللي اروپا «ايتر» داراي يك «دونات» (شيريني حلقه يي ) بسيار بزرگ است كه مي تواند ايزوتوپ هاي بسيار داغ هيدروژن را در يك ميدان مغناطيسي بگرداند و باعث انجام پيوسته و پايدار همجوشي هسته يي شود. كريس واريك از كارشناسان انرژي اتمي انگلستان مي گويد؛ «ايتر مي تواند بسيار بيشتر از آنچه كه مصرف مي كند، انرژي توليد كند. براي به كار انداختن اين رآكتور به 50 مگاوات توان نياز داريم تا آن را گرم كنيم، اما پس از شروع واكنش پنج هزار مگاوات توليد مي شود.»

در عين حال هم اكنون طرح هاي ديگري نيز به اين منظور در كشور انگلستان در حال اجرا است. طرح پژوهشي انرژي با توان زياد (HiPER) در جست وجوي راهي براي استفاده از ليزرهاي پرتوان براي توليد انرژي به روش همجوشي هسته يي است. دان مي گويد؛ «لازم است ليزري به اندازه يك استاديوم فوتبال فراهم كنيم و آن را روي قرصي از سوخت به قطر يك ميلي متر متمركز كنيم. در اين حالت ايزوتوپ هاي هيدروژن متراكم مي شود و مي توان به فشار و تراكمي هم اندازه خورشيد دست يافت.» با اين همه هنوز هم نگراني هاي بجايي در مورد ميزان هزينه ها و همچنين روش هاي دفع پسماندهاي راديواكتيو وجود دارد. جان ون دوبو از صلح سبز مي گويد؛ «دولت ها نبايد با سرمايه گذاري روي روش هايي كه هيچ وقت انرژي سودمندي به ما تحويل نخواهد داد، ثروت ها را دور بريزند. آنها بايد در منابع انرژي تجديدپذير كه امروزه به فراواني در دسترس است، سرمايه گذاري كنند.» با اين همه دانشمندان استدلال مي كنند كه بايد همه راه حل هاي ممكن براي حل بحران انرژي را كشف كرد، در عين حال طول عمر پسماندهاي همجوشي هسته يي بسيار كوتاه است. اگرچه استفاده از همجوشي هسته يي بحث برانگيز است، با اين همه مي تواند برترين دستاورد علمي قرن باشد. اگر اين روش با موفقيت همراه شود، بحران انرژي به خاطره يي دور تبديل مي شود، تغييرات آب و هوايي مهار شده و همه ما مي توانيم با خاطري آسوده خودروي برقي خود را برانيم. شايد اين خواسته هنوز هم شبيه داستان هاي علمي- تخيلي باشد، اما شايد هم تا تحقق اين رويا تنها چند دهه فاصله داشته باشيم.

http://www.FirstScience.com
يکشنبه 30 تير 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: همشهری]

[مشاهده در: www.hamshahrionline.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 291]