گداخت هستهاي
انرژي هستهايِ ”پاك“
گداخت هستهاي كه (همجوشي يا جوشهستهاي نيز ناميده ميشود) در واقع توليد انرژي است به شيوهاي كه در كرة خورشيد انجام ميگيرد. اين انديشه ممكن است جنونآميز به نظر آيد، اما عملي و امكانپذير است؛ يا تقريباً امكانپذير است. براي فهم بهتر مسئله بياييد به قلب يك ستاره نگاه كنيم در آنجا چه ميبينيم؟ ميبينيم كه هستههاي اتمها در قلب ستاره، درهم ادغام ميشوند و هستههاي بزرگتري را تشكيل ميدهند. اين واكنشي كه ”گداخت“ يا همجوشي هستهاي ناميده ميشود، همواره با انتشار مقدار عظيمي از گرما و نور همراه است. اگر بتوانيم اين واكنش را كه در خورشيد و ستارگان ديگر به طور عادي انجام ميگيرد در كرةزمين ايجاد و كنترل كنيم، خواهيم توانست به مقدار عظيمي از انرژي دست يابيم. مشكل اينجاست كه نيرويي به نام ”الكترومغناطيس“ وجود دارد كه اتمها را از هم دور ميكند، مانند دو آهنربا كه بخواهند قطب شمال يا قطب جنوبشان را به هم بچسبانند.
تا سال 2050 بايد منتظر بمانيم
براي آن كه اتمها را وادار كنيم كه بر نيروي الكترومغناطيس غلبه كنند و درهم ادغام شوند، بايد دو شرط لازم را، كه در ستارگان به طور طبيعي وجود دارند، در كرةزمين پديد آوريم: تجمع حداكثر اتمها در كوچكترين حجمِ ممكن و ايجاد دمايي به ميزان 50 ميليون درجة سانتيگراد! چرا چنين دمايي لازم است؟ چون هر چه دماي يك گاز بالاتر باشد، سرعت عناصر متشكلة آن بيشتر خواهد شد، و بنابراين امكان برخورد اين عناصر نيز بيشتر و در نتيجه امكان همجوشي و ادغام نيز افزايش خواهد يافت.
نخستين شرط لازم، با به دام انداختن اتمها در يك آهنرباي عظيم، به شكل سيب توخالي، تحقق مييابد. (البته از اين اتمها يك الكترون برداشته شده است تا باردار شوند.) [شكل زير] براي تحقق شرط لازم دوم، بايد هم چيز را در يك ”اجاق داراي ميكروموج“ بپزيم. دانشمندان به همجوشي دوتريوم و تريتيوم (دو گونة هيدروژن) در تأسيساتي كه توكاماك (Tokamak) نام دارند، موفق شدهاند، اما اين همجوشي مدت بسيار كوتاهي دوام داشته، و انرژياي كه براي انجام واكنش مصرفشده، بيش از انرژي به دست آمده بوده است.
بنابراين توليد انرژي از راه همجوشي هستهاي فعلاً نه سودآور است، و نه چندان جاافتاده و عملي است. در واقع پيش از سال 2050 در توليد الكتريسيته از اين طريق توفيق نخواهيم يافت.
اما با وجود همة مشكلات، عدهاي از دانشمندان به امكانپذير بودن توليد انرژي از طريق همجوشي هستهاي باور دارند. اگر آنان روزي موفق به مهار اين انرژي شوند، ميتوان گفت كه بشر راهحلي پايدار، مطمئن و نسبتاً پاك براي توليد انرژي پايانناپذير يافته است. ميگوييم: پايانناپذير، چون دو اتم دتريوم و تريتيوم به سادگي و با استفاده از آب توليد ميشوند؛ مطمئن، چون همجوشي هستهاي، برخلاف شكافت هستهاي، واكنشي است كه ميتوان آن را به سهولت متوقف و مهار كرد: كافي است كه شير لولههاي دتريوم و تريتيوم را ببنديم؛ و ميگوييم: و انرژي نسبتاً پاك، چون هليوي كه در اين واكنش توليد ميشود راديواكتيو نيست و راديواكتيويتة نوترون آزاد شده نيز ظرف پنجاه سال كاهش مييابد: پس با گرفتاري خاص شكافت هستهاي و نيروگاههاي هستهاي مرسوم و معمول مواجه نخواهيم شد كه نميدانيم با پسماندهاي راديواكتيو آنها تا ميليونها سال بعد، چه بايد بكنيم.
در قلب ”توكاماك“
همجوشي دتريوم و تريتيوم با آزاد شدن مقدار عظيمي گرما همراه است. اين گرما از طريق مدار اوليه بازيابي ميشود و به مدار ثانويه انتقال مييابد. سرانجام بخار توليدشده در مدار ثانويه است كه توربين را به كار مياندازد.
دتريوم و تريتيوم در دماي بسيار بالا با هم برخورد ميكنند. هستههاي دو اتم در هم ميجوشند يا ادغام ميشوند، تا يك هستة هليوم پديد آورند. يك نوترون و نيز مقدار بسيار زيادي انرژي هم آزاد ميشود



