دانشمندان راهي براي گداخت ليزري ارزان پيدا كردند
دانشمندان راهي براي گداخت ليزري ارزان پيدا كردند
گامي به سوي انرژي تميزتر
تجهيزات گداخت ليزري آزمايشگاه لورنس ليورمور در كاليفرنيا
گروه دانش و انفورماتيك ـ احسان لطفي: برخلاف شكافت، گداخت هسته اي هنوز پا به محدوده كاربردهاي صلح آميز نگذاشته و كنترل دما و محيط فرآيند، مانع اصلي در اين راه به حساب مي آيد. حالا گروهي از فيزيكدانان ليزر از 7 كشور اروپايي طرحي ارائه كرده اند كه با احداث مجموعه اي از تأسيسات ليزري با هزينه 500 ميليون پوند، قدم بزرگي براي عبور از اين مانع برمي دارد.
در اين تأسيسات از ليزر براي فشرده و گرم كردن حجم كوچكي از دوتريوم و تريتيوم استفاده خواهد شد. در اين شرايط، هسته ها آن قدر گرم مي شوند كه بتوانند وارد فرآيند گداخت هسته اي بشوند و هليوم و نوترون توليد كنند. در مرحله بعد، يك رآكتور مي تواند از انرژي همين نوترون ها براي توليد الكتريسيته تميز بدون آزاد كردن گازهاي گلخانه اي و به جا گذاشتن زباله هاي هسته اي پايدار استفاده كند.
در حال حاضر، پيشرفته ترين رهيافت براي انجام گداخت هسته اي، شامل به كارگيري ميدان هاي مغناطيسي شديد با راستاهاي عمود بر هم براي به دام انداختن و محدود كردن پلاسماي دوتريوم ـ تريتيوم است. اين همان روشي است كه قرار است در پروژة نيروگاه گداخت هسته اي (ITER) هم به كار گرفته شود و البته حدود 10 ميليارد دلار خرج روي دست مجريانش خواهد گذاشت. روش ديگر نيز كه «محدودسازي لختي نام دارد به جاي آهنربا از ليزر يا پرتوهاي يوني براي نگه داشتن پلاسما در فضا استفاده مي كند و به وسيله ليزرهاي عظيم NIF (تأسيسات ملي انگيزش ليزري) در آمريكا و مؤسسة ليزر ماژول در فرانسه در حال بررسي است. با اين حال هر دوي اين ليزرهاي چند ميليارد دلاري، در درجة اول براي تحقيقات تسليحاتي به كار گرفته مي شوند و تنها 15 درصد از وقتشان را به فيزيك اختصاص مي دهند.
در رهيافت رايج براي محدودسازي لختي، ليزرهايي كه سوخت را فشرده مي كنند و در فضا نگه مي دارند، دماي آن را هم افزايش مي دهند. اما در تكنيك انگيزش سريع كه اولين بار ماكس تاباك آمريكايي آن را ارائه كرد، اين دو مرحله (محدودسازي و افزايش دما) به عهدة دو ليزر متفاوت است. هنري هاچينسون از آزمايشگاه رادفورد انگلستان و رهبر تيم اروپايي مي گويد، اين روش انرژي و بنابراين هزينة كمتري نياز دارد. و علاوه بر اين، ليزري كه با سيستم انگيزش سريع كار مي كند، در مقابل ليزرهاي قدرتمند تسليحاتي يك ابزار كاملا مدني به حساب مي آيد و مي تواند به كار تحقيقات اخترفيزيك، فيزيك اتمي و هسته اي هم بيايد.
تكنيك انگيزش سريع، اولين بار روي ليزر گكو۱۲ در دانشگاه اوزاكاي ژاپن پياده شد. حالا همان تيم ژاپني در حال ارتقاي اين سيستم ليزري براي نزديك شدن به حد آستانه هستند. حد آستانه، نقطه اي است كه در آن انرژي خروجي سيستم با انرژي مورد نياز براي شروع و ادامة واكنش برابر مي شود. مرحلة بعدي، ارتقاي سيستم و رساندن آن به نقطة انگيزش است. نقطه انگيزش وضعيتي است كه واكنش هاي گداخت، خودشان گرماي لازم را براي تداومشان توليد مي كنند و نيازي به گرمايش بيشتر از بيرون ندارند.
رسيدن به نقطه انگيزش سريع، مرحلة پاياني اين مسير است. در مقابل پروژه اروپايي ها كه اسم Hiper به آن داده اند، از همين حالا براي رسيدن به انرژي هاي بالا طراحي شده است تا بتواند از مرز انگيزش عبور كند و به محدودة يك رآكتور آزمايشي پا بگذارد. قلب اين پروژه شامل يك ليزر بلند ـ پالس 200 كيلو ژولي براي تراكم سوخت و يك ليزر كوتاه ـ پالس 70 كيلو ژولي براي گرم كردن آن است.
اگر هاچينسون و همكارانش بتوانند موسسه هاي تحقيقاتي اروپا را براي پشتيباني از پروژه متقاعد كنند، عمليات ساخت، احتمالا اواخر دهة جاري شروع خواهد شد. گزارش گروه، حرفي از محل احداث پروژه نزده است. اما انگلستان احتمالا يكي از متقاضيان سرسخت ميزباني از اين دو ليزر عظيم است.
وبلاگی درزمینه مهندسی اپتیک ولیزر و ارائه اخبار ومقالات در این زمینه و معرفی و بیان ویژگی های مهندسین و فارغ التحصیلان رشته مهندسی اپتیک ولیزر وجایگاه رشته وکارشناسان آن درزمینه های مختلف پژوهشی ، عملی ،دفاعی وبازار کار .