همجوشی هسته ای شکل امیدوارکننده ای از تولید انرژی است که پتانسیل آن را دارد که روش تولید انرژی را متحول کند. بر خلاف شکافت هستهای، که در حال حاضر در نیروگاه‌های هستهای استفاده می‌شود، همجوشی هستهای نوید انرژی پاک و بی‌پایان را بدون تولید زباله‌های رادیواکتیو با عمر طولانی می‌دهد.
در هسته خود، همجوشی هستهای شامل فرآیند ادغام دو هسته اتمی سبک‌تر برای تشکیل یک هسته سنگین‌تر است که مقدار زیادی انرژی در این فرآیند آزاد می‌کند. این واکنش همان فرآیندی است که خورشید و سایر ستارگان جهان را نیرو می دهد.
علم پشت همجوشی هسته ای
همجوشی هسته ای در شرایط دما و فشار شدید رخ می دهد. در طبیعت، این فرآیند در هسته ستارگان اتفاق می افتد، جایی که نیروهای گرانشی عظیم دما و فشار لازم برای همجوشی را ایجاد می کنند. تکرار این شرایط در زمین یک چالش مهم بوده است، اما تحقیقات و توسعه در حال انجام به نقطه دستیابی به واکنش های همجوشی هسته ای کنترل شده در محیط های آزمایشگاهی نزدیک می شود.
امیدوارکننده ترین رویکرد برای دستیابی به همجوشی هسته ای عملی از طریق استفاده از محصور کردن مغناطیسی در دستگاهی به نام توکامک است. در یک توکامک، پلاسمای دوتریوم و تریتیوم، ایزوتوپ‌های هیدروژن، تا دمای ده‌ها میلیون درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. این باعث می شود که ذرات با انرژی کافی برخورد کنند تا بر دافعه طبیعی خود غلبه کنند و اجازه دهند همجوشی رخ دهد.
وعده همجوشی هسته ای
اگر بتوان بر چالش‌های فنی همجوشی هستهای غلبه کرد، می‌تواند تأثیری دگرگون کننده بر چشم‌انداز انرژی جهان داشته باشد. بر خلاف تولید برق مبتنی بر سوخت های فسیلی، همجوشی هسته ای عملاً هیچ انتشار گازهای گلخانه ای ایجاد نمی کند و آن را به یکی از اجزای حیاتی تلاش ها برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی تبدیل می کند. علاوه بر این، منابع سوخت برای همجوشی هسته ای، دوتریوم و لیتیوم، فراوان و به طور گسترده ای در دسترس هستند و منبع تقریبا بی حد و حصر انرژی را ارائه می دهند.
همجوشی هستهای پتانسیل تامین نیروی بار پایه را دارد، به این معنی که برخلاف برخی از انرژی‌های تجدیدپذیر که به شرایط آب و هوایی وابسته هستند، می‌تواند منبع انرژی ثابت و قابل اعتمادی را ارائه دهد. این قابلیت اطمینان، گداخت هسته ای را به گزینه ای جذاب برای تامین نیازهای روزافزون انرژی جهان و در عین حال کاهش اتکا به سوخت های فسیلی و کاهش اثرات زیست محیطی تولید انرژی تبدیل می کند.
همجوشی هسته ای و انرژی هسته ای
همجوشی هسته ای را نباید با شکافت هسته ای که فرآیندی است که در نیروگاه های هسته ای کنونی استفاده می شود، اشتباه گرفت. در حالی که هر دو فرآیند شامل مهار انرژی آزاد شده توسط واکنش های هسته ای است، آنها بر اساس اصول اساسی متفاوت عمل می کنند. بر خلاف شکافت هسته ای، همجوشی هسته ای زباله های رادیواکتیو با عمر طولانی تولید نمی کند که از نظر مدیریت زباله و اثرات زیست محیطی یک مزیت قابل توجه است.
علاوه بر این، واکنش‌های همجوشی هستهای در مقایسه با شکافت هستهای فقط به مقادیر کمی سوخت نیاز دارند، که کارایی بیشتر و نگرانی‌های کاهش یافته مربوط به در دسترس بودن سوخت و خطرات تکثیر را ارائه می‌دهد. همجوشی هستهای خطر حوادث فاجعه‌بار و ذوب‌های مرتبط با راکتورهای شکافت هستهای را به همراه ندارد و لایه‌ای از ایمنی اضافی در تولید انرژی ایجاد می‌کند.
تاثیر بر بخش انرژی و تاسیسات
توسعه موفقیت آمیز فناوری گداخت هسته ای بدون شک تأثیر عمیقی بر بخش انرژی و تاسیسات خواهد داشت. این می تواند فرصت های جدیدی را برای شرکت های انرژی ایجاد کند تا به سمت منابع انرژی پاک تر و پایدارتر حرکت کنند. دولت‌ها و سیاست‌گذاران نیز ممکن است نیاز به ارزیابی مجدد استراتژی‌های انرژی خود با توجه به در دسترس بودن بالقوه انرژی فراوان و بدون کربن حاصل از همجوشی هستهای داشته باشند.
شرکت های برق باید زیرساخت های خود را برای استقرار نیروگاه های همجوشی هسته ای در مقیاس بزرگ تطبیق دهند. این می‌تواند شامل سرمایه‌گذاری قابل توجهی در نوسازی شبکه و فن‌آوری‌های ذخیره‌سازی انرژی برای اطمینان از توزیع مطمئن برق تولید شده از همجوشی باشد. علاوه بر این، پیامدهای اقتصادی و زیست محیطی ادغام گداخت هسته ای در ترکیب انرژی مستلزم بررسی دقیق و برنامه ریزی استراتژیک است.
در نتیجه، گداخت هسته ای به عنوان منبع انرژی پاک و پایدار نوید باورنکردنی دارد. با استفاده از نیروی خورشید بر روی زمین، همجوشی هسته ای این پتانسیل را دارد که نیازهای انرژی ما را برطرف کند و در عین حال اثرات زیست محیطی را به حداقل برساند. از آنجایی که تحقیق و توسعه مداوم ما را به انرژی همجوشی عملی نزدیک‌تر می‌کند، شناخت سازگاری آن با انرژی هستهای و پتانسیل آن برای تغییر بخش انرژی و تاسیسات ضروری است و آن را به مرزی هیجان‌انگیز برای دستیابی به آینده انرژی پایدارتر تبدیل می‌کند.