اَبا اِباد

Tokamak KSTAR

واکنش‌های هم‌جوشی کنترل نشده در شتاب‌دهنده‌ی ذرات

از جمله‌ نگرانی‌هایی ‌که بعضا در مورد شتاب‌دهنده‌های بزرگ مطرح می‌شود، احتمال وقوع واکنش‌های هم‌جوشی هسته‌ای کنترل نشده یا runaway fusion reaction، درون این شتاب‌دهنده‌هاست.

چنین فرآیندی یک فرآیند کنترل نشده‌ی فیدبک مثبت positive feedback است.

بدین معنا که با تدوام این فرآیند هم‌جوشی، شرایط به گونه‌ای تغییر می‌کند که فرآیند هم‌جوشی رفته رفته بیشتر تقویت می‌شود. چنین واکنشی، واکنش فرار یا runaway reaction نامیده می‌شود. این اتفاق در ستاره‌های از نوع غول سرخ به شکل هلیوم فلش (یک نور شدید حاصل از واکنش فرار هم‌جوشی هلیوم) مشاهده‌ می‌شود. اما چنین موضوعی راجع به شتاب‌دهنده‌های بزرگ‌ مطرح نیست. چرا که واکنش‌های‌هم‌جوشی تنها در حالتی رخ می‌دهند که فشار و دما به میزان کافی بالا باشد تا این واکنش‌ها آغاز شوند.

به عنوان مثال برای آغاز واکنش‌ هم‌جوشی هسته‌ای دوتریم D و تریتیوم T (دو ایزوتوپ هیدروژن)، به دمایی بیش از ۵۰۰۰۰۰۰۰ درجه سانتیگراد و فشاری در حد چندین مگابار نیاز است. چنین شرایطی تنها در گرانش عظیم درون ستاره‌ها، درون میدان مغناطیسی یک توکامک (Tokamak) یا مواردی از این دست فراهم است. اما درون یک شتاب‌دهنده همچون شتاب‌دهنده‌ی CERN، دو پرتو پرشتاب از ذرات، تنها در یک لحظه با یکدیگر برخورد می‌کنند و به شرایط دما و فشار مورد نیاز برای شروع یک فرآیند هم‌جوشی هسته‌ای نمی‌رسند.

پس از این نظر نیز، شتاب‌دهنده‌ها تهدیدی به حساب نمی‌آیند.

 

تصویر: در توکامک‌ها، به وسیله‌ی یک میدان مغناطیسی قوی، پلاسما درون یک محفظه‌ی دونات شکل به دام می‌افتد تا شرایط لازم برای آغاز فرآیند هم‌جوشی هسته‌ای ایجاد شود. تصویر مربوط به توکامک KSTAR متعلق به کره‌ی جنوبی است که در سال ۲۰۲۰، توانست به مدت ۲۰ ثانیه، دمای پلاسما را در حد ۱۰۰۰۰۰۰۰۰ درجه سانتیگراد حفظ کند.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *