ابداع روشی كه مواد را از هسته خورشید گرمتر می كند

به گزارش گروه اخبار علمی ایرنا از نیچر، این فناوری 100 برابر سریعتر از پر انرژی ترین سیستم لیزر جهان است كه اكنون در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور كالیفرنیا نگهداری می شود.
مهمترین كاربرد فناوری جدید در تحقیقات همجوشی است و مهمترین هدف تحقیقات همجوشی، تولید انرژی بی پایان و ارزان با استفاده از فرآیند همجوشی هسته است. همجوشی هسته فرآیندی است كه در آن دو هسته سبك تركیب می شوند و یك هسته سنگین تشكیل می دهند. برای انجام این فرآیند و دستیابی به راكتورهای همجوشی، شرایطی شبیه به مركز خورشید نیاز است كه تا امروز امكان پذیر نبود؛ ولی با استفاده از این لیزر، می توان به آرزوی تولید انرژی ارزان و نامحدود دست یافت.
معمولا برای افزایش دمای یك ماده با استفاده از لیزر پلاسما، در ابتدا الكترون ها حرارت داده می شوند، سپس الكترون های حرارت دیده، یون ها را گرم می كنند و دمای ماده بالا می رود. گرچه این فرآیند جوابگوست؛ ولی بسیار زمان گیر است.
فیزیكدانان امپریال كالج لندن برای حل این مشكل، یون ها را مستقیما حرارت می دهند و دیگر الكترون ها را واسطه نمی كنند. برای حرارت دادن مستقیم یون ها، از یك لیزر پر شدت استفاده می شود. این لیزر از موج های ضربه ای الكتروستاتیكی استفاده می كند كه توان آن با پیشرفته ترین لیزر موجود قابل قیاس نیست.
در این مرحله محققان با یك مشكل دیگر مواجه شدند؛ در مواد متراكم، مانند پلاستیك یا هیدرید سزیم كه یون ها به طور فشرده در كنار هم قرار دارند، امواج ضربه ای سبب می شود كه یون ها فقط به ترتیب پشت سر هم قرار گیرند، بدون اینكه گرم شوند.
چاره این مشكل با استفاده از یك مدلسازی اَبَریارانه ای حل شد. این مدل نشان داد كه در مواد چگال (متراكم)، تركیب یون ها متفاوت است و یون ها با سرعت متفاوتی شتاب می گیرند و یك نوع اصطكاك تولید می كنند كه در حالت عادی وجود ندارد و استفاده از امواج ضربه ای، اصطكاك بین یون ها را افزایش می دهد.
این دستاورد كاملا تئوری نشان می دهد كه می توان برخی مواد را تا 11.6 میلیون درجه سانتی گراد در مدت زمان كمتر از یك میلیون میلیونیوم ثانیه حرارت داد كه سریعترین روش گرمادهی آزمایشگاهی در جهان است.
نتایج این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
علمی (6) 2038** 9259**2017