عصر همجوشی هسته‌ای در حال رخ‌دادن است. پس از دهه‌ها تلاش توسط هزاران دانشمند، این اتفاق بزرگ به وقوع پیوسته است: اکنون می‌توان واکنش‌های همجوشی را تجربه کرد که به میزان بیشتری از انرژی مصرفی، انرژی آزاد می‌کند. این دستاورد که خبر آن در اواخر سال ۲۰۲۲ منتشر شد، هم‌اکنون تایید شده است.

همجوشی هسته‌ای به‌طور مداوم در ستاره‌ها رخ می‌دهد. عناصر سبک‌تر، معمولاً شامل هیدروژن، به همجوشی می‌پیوندند و به عناصر سنگین‌تر تبدیل می‌شوند. این واکنش مقدار زیادی انرژی تولید می‌کند و سوخت ستاره‌ها را فراهم می‌آورد.

نتیجه‌ای که برای ما مهم است، این است که بخشی از انرژی حاصل از واکنش‌های همجوشی، انرژی لازم برای حیات روی زمین را فراهم می‌کند. از زمانی که در قرن گذشته همجوشی چگونه کار می‌کند، انسان‌ها به این موضوع کنجکاو شده‌اند که آیا می‌توان آن را کنترل و برای خود استفاده کرد یا خیر.

با توجه به نیاز به فشارها و دماهای بسیار بالا که باعث می‌شود عناصر همجوشی پیدا و انرژی آزاد کنند، در آزمایشگاه نمی‌توان شرایطی را که در مرکز ستاره‌ها وجود دارد، بازسازی کرد. برای رسیدن به این شرایط در آزمایشگاه، نیاز است که دماهای بسیار بالایی فراهم کنیم و این امر به انرژی نیاز دارد. بنابراین، یکی از اهداف دانشمندان دستیابی به واکنشی همجوشی بوده است که مقدار انرژی تولیدی‌اش بیشتر از انرژی مورد نیاز برای شروع واکنش‌ها باشد. برای این منظور، طرح‌های مختلفی ارائه شده است.

به‌نوشتهٔ آی‌اف‌ال ساینس، اولین آزمایش موفق، آزمایش تاسیسات ملی احتراق (NIF) در ایالات متحده بوده و به رویکرد به هم‌جوشی لختی (Inertial Fusion) معروف است.

لیزرهای قدرتمند درون کپسولی معروف به هولورام فرستاده می‌شوند که حاوی گلوله‌ای دارای دو نوع هیدروژن سنگین است. در نتیجه، برهم‌کنش میان لیزرها با هولورام، مقدار زیادی اشعه ایکس آزاد می‌شود که به سوخت برخورد می‌کند و فرایند همجوشی را آغاز می‌کند. در تاریخ ۵ دسامبر ۲۰۲۲ این سیستم ۳٫۱ مگاژول بازده همجوشی آزاد کرد. با توجه به اینکه پالس لیزر به ۲٫۰۵ مگاژول انرژی نیاز داشت، سیستم بیش از ۱۵۰ درصد انرژی موردنیاز برای آغاز واکنش‌ها را تولید کرد. البته این دستاورد گرچه از نظر علمی قابل‌توجه است، برای نیروگاه واقعی کافی نیست و برای اینکه فرایند منطقی باشد، باید بازده بیش از ۱۰ برابر انرژی اولیه باشد.

با توجه به این موضوع که چنین دستاورد بزرگی به بررسی دقیق نیاز دارد، دانشمندان به‌طور دقیق جزئیات اتفاقات ۱۴ ماه گذشته را بررسی کردند. یکی از رویدادهای جالب این بود که همجوشی منجر به گرم شدن مجدد هولورام تا سطح انرژی بالاتر از آنچه لیزر می‌توانست تامین کند. توانایی ایجاد پلاسمای سوزان پایدار ممکن است سناریوی تحول‌آفرین برای اجرای هم‌جوشی لختی در نیروگاه واقعی باشد.

پژوهشگران نتایج آزمایش‌های خود را در قالب سه مقاله در مجله‌ی Physical Review Letters و دو مقاله در مجله‌ی Physical Review E منتشر کرده‌اند.

اگر به اخبار دنیای تکنولوژی علاقه مند هستید، ما را در شبکه‌های اجتماعی مختلف تلگرام، روبیکا، توییتر، اینستاگرام و آپارات همراهی کنید.