گره کورِ انرژی بیکران؛ آیا کامپیوترهای کوانتومی معماریِ سوختِ همجوشی را بازنویسی میکنند؟
گره کورِ انرژی بیکران؛ آیا کامپیوترهای کوانتومی معماریِ سوختِ همجوشی را بازنویسی میکنند؟
سرویس فناوریهای پیشرفته و انرژیهای نو | گزارش ویژه از مرزهای علم**
انرژی همجوشی هستهای، همیشه به عنوان «جام مقدس» انرژی شناخته شده است؛ منبعی پاک، بیکران و ایمن که میتواند نیازهای انرژی بشریت را برای هزاران سال تأمین کند. اما یک چالش مهندسی بزرگ، همواره در سایه این رویای بزرگ ایستاده است: «کجاست سوختِ رآکتور؟» اکنون، یک همکاری علمی بینالمللی با بهرهگیری از قدرت محاسباتی خیرهکنندهی کامپیوترهای کوانتومی، گامی بلند برای گشودن این گره کور برداشته است.
معمای تریتیوم؛ قطعه گمشدهی پازل همجوشی
بسیاری از طرحهای پیشنهادی برای ساخت رآکتورهای تجاری همجوشی (بهویژه رآکتورهای حلقوی یا همان توکامک)، بر پایه ترکیب دو ایزوتوپ هیدروژن استوار هستند: دوتریوم و تریتیوم.
در حالی که دوتریوم به دلیل فراوانی در آب دریاها، یک منبع تقریباً نامحدود به شمار میرود، تریتیوم معضل اصلی دانشمندان است:
* نایاب بودن: تریتیوم یک ایزوتوپ رادیواکتیو با نیمهعمر کوتاه است که بهطور طبیعی در مقیاس قابل توجه در زمین یافت نمیشود.
* منبع محدود: تنها منبع طبیعی آن، لایههای بالای جو زمین است که بر اثر برخورد پرتوهای کیهانی تولید میشود؛ مقداری که برای تغذیه یک رآکتور تجاری، در برابر نیاز آن قطرهای در برابر اقیانوس است.
بنابراین، برای اینکه همجوشی از یک آزمایش علمی به یک صنعت تجاری تبدیل شود، ما نیاز به روشی داریم که بتواند تریتیوم را درون خودِ رآکتور تولید و تکثیر کند.
انقلاب کوانتومی؛ شناسایی ۹ پیکربندی جدید
در این میان، گزارش جدید *ساینسآلرت* از یک تحول بزرگ خبر میدهد. دانشمندان با استفاده از توان پردازشی کامپیوترهای کوانتومی، توانستهاند فراتر از شبیهسازیهای کلاسیک بروند.
این تیم تحقیقاتی موفق شد برای اولین بار، ۹ پیکربندی مولکولی جدید را برای مواد سازنده سوخت همجوشی شناسایی کند. این شناساییها به دانشمندان کمک میکند تا بفهمند چگونه میتوان مواد و ساختارهایی را مهندسی کرد که در فرآیند همجوشی، به شکلی کارآمدتر، تریتیوم را تولید یا در داخل رآکتور تثبیت کنند.
چرا این دستاورد اهمیت دارد؟
استفاده از محاسبات کوانتومی به جای روشهای سنتی، سرعت کشف مواد را از «دههها» به «ماهها» کاهش میدهد. این ۹ پیکربندی جدید، نقشه راه جدیدی برای طراحی رآکتورهایی است که نه تنها انرژی تولید میکنند، بلکه خودکفا هستند؛ یعنی سوخت خود را در حین کار تولید و بازیافت میکنند.
اگر این مسیر هموار شود، ما از عصر «جستوجوی سوخت» به عصر «مدیریت انرژی بیکران» وارد خواهیم شد.
حبیب سهیلی
