فیوژن لیزر چیست؟ چرا چنین توجه و بحث گسترده ای را به خود جلب کرده است؟ بگذارید شما را به درک عمیق تری از فیوژن لیزر برسانم. فیوژن لیزر یک همجوشی محاصره اینرسی (ICF) است که توسط لیزرهای با قدرت بالا هدایت می شود. با همگرایی پرتوهای لیزر بسیار پرانرژی در یک فضای بسیار کوچک در یک دوره کوتاه ، سوخت هسته ای به شرایط احتراق می رسد تا یک واکنش همجوشی را ایجاد کند و به افزایش انرژی برسد. حالت احتراق آن بالاترین دما و حالت چگالی بالایی است که می تواند در زمین حاصل شود.
با توجه به تأمین سوخت تقریبا نامحدود ، دوستی محیطی ، چگالی انرژی بالا و ایمنی زیاد ، همجوشی هسته ای به عنوان "انرژی نهایی" برای حل بحران انرژی و مشکلات تغییرات آب و هوایی در نظر گرفته می شود. پس از دستیابی به همجوشی هسته ای کنترل شده ، انسان ها کاملاً از محدودیت های انرژی خلاص می شوند و می توانند از انرژی همجوشی هسته ای برای جایگزینی مدل تولید برق موجود در آینده استفاده کنند ، معروف به "خورشید مصنوعی".
با این حال ، پس از بیش از نیم قرن توسعه ، همجوشی هسته ای کنترل شده هنوز از کاربرد تجاری دور است. احتراق موفقیت آمیز NIF ایالات متحده امکان پذیر بودن این مفهوم "انرژی نهایی" را تأیید کرده است ، و گروهی از شرکت ها با تمرکز بر تحقیقات و تجاری سازی هسته ای به سرعت در سراسر جهان پدید آمده اند.
در سال 2024 ، Longview توافق مهمی با فلور برای ساخت مشترک یک کارخانه انرژی ساخت دوره بر اساس همان روش همجوشی هسته ای افزایش انرژی به عنوان تسهیلات ملی احتراق ایالات متحده (NIF) اعلام کرد و به طور مشترک اولین نیروگاه فیوژن لیزر تجاری جهان را طراحی کرد.
فیوژن لیزر آبی (ایالات متحده) متعهد به ایجاد یک فناوری فیوژن جدید لیزر جدید است و قصد دارد اولین نمونه اولیه را در سال 2025 تکمیل کند. انتظار می رود که راکتورهای فیوژن هسته ای لیزر را در حدود سال 2030 تجاری کند ، یعنی ساخت یک راکتور قدرت 1 میلیارد وات در ژاپن یا ایالات متحده.
MARVEL FUSION (آلمان): این شرکت در حال توسعه یک فناوری فیوژن هسته ای مبتنی بر لیزر است و قصد دارد در سال 2027 یک سیستم تظاهرات را راه اندازی کند و اولین نیروگاه همجوشی تجاری را در دهه آینده بسازد. هدف مارول فیوژن تبدیل شدن به اولین شرکتی است که فیوژن هسته ای لیزر را تجاری می کند.
در مواجهه با طرح بندی فعال و اقدامات تجاری در خارج از کشور ، فیوژن هسته ای لیزر اخیراً به موضوعی داغ در چین تبدیل شده است. برای این منظور ، ویراستار در مورد پیشرفت در چین تحقیق کرد و دریافت که چین همچنین در فیوژن هسته ای لیزر تمهیدات اولیه ای انجام داده است و در ساخت زیرساخت ها ، موسسات تحقیقاتی ، پیشرفت پروژه و همکاری های بین المللی پیشرفت خاصی داشته است.
پیش بینی می شود که ساخت یک مرکز تحقیقاتی در مورد همجوشی احتراق لیزر در Mianyang ، سیچوان به بزرگترین تسهیلات جهان در نوع خود تبدیل شود. کابین تجربی آن 50 ٪ بزرگتر از مرکز احتراق ملی (NIF) در ایالات متحده است ، با هدف ترویج تحقیقات همجوشی هسته ای و توسعه انرژی پاک.
انستیتوی اپتیک و مکانیک دقیق شانگهای آکادمی علوم چین در توسعه و آزمایش دستگاه های فیوژن چند لیزری شرکت کرده است.
مرکز تحقیقات لیزر فیوژن (Mianyang) آکادمی فیزیک مهندسی چین مسئولیت مدیریت و بهره برداری از تأسیسات فیوژن هسته ای لیزر در Mianyang را بر عهده دارد و متعهد به تحقیق و کاربرد فناوری فیوژن لیزر است.
سری دستگاه های لیزر Shenguang که توسط آکادمی فیزیک مهندسی چین ، مانند Shenguang III ساخته شده است ، به یک بستر آزمایشی مهم برای تحقیقات فیزیک چگالی پر انرژی تبدیل شده است.
سری دستگاه های لیزر Shenguang که توسط آکادمی فیزیک مهندسی چین ، مانند Shenguang III ساخته شده است ، به یک بستر آزمایشی مهم برای تحقیقات فیزیک چگالی پر انرژی تبدیل شده است.
بنابراین تنگنا برای تجاری سازی فیوژن هسته ای لیزر کجاست؟ بیایید ابتدا به عوامل اصلی مؤثر بر همجوشی هسته ای لیزر نگاه کنیم. فیوژن هسته ای لیزر به واکنشهای پالس سریع متکی است و هر بار به انرژی خارجی زیادی نیاز دارد. تسهیلات ملی احتراق (NIF) در ایالات متحده از 192 پرتوهای لیزری استفاده می کند که هرکدام دارای انرژی حدود 1.2 MJ و انرژی کل در حدود 230 MJ هستند. مدت زمان پالس لیزر چند نانو ثانیه است ، قدرت اوج بیش از 500 TW است و کیفیت پرتو بسیار زیاد است ، با مقدار m² کمتر از 1.1. تولید برق تجاری به قدرت بالا ، راندمان بالا و کم هزینه نیاز دارد که تقاضای زیادی را بر قدرت ، کیفیت پرتو ، ثبات و هزینه لیزر ایجاد می کند.
در حال حاضر ، شرکت ها و مؤسسات تحقیقاتی در کشورهای مختلف متعهد به توسعه فناوری تولید برق فیوژن هسته ای لیزر هستند ، اما برای تحقق واقعی تجاری سازی قدرت همجوشی هسته ای ، هنوز هم تلاش ها لازم است. خوشبختانه ، چین یک برنامه استراتژیک برای همجوشی هسته ای لیزر تدوین کرده است و موسسات تحقیقاتی علمی بیشتر درگیر هستند. سرمایه گذاری صنعت و توجه سرمایه به سرعت روند تجاری سازی را پیش می برد. بگذارید مشتاقانه شاهد این انقلاب انرژی پاک در کنار هم باشیم.
