امواج ویسلر: راهی برای دستیابی به انرژی بی پایان

مشکل الکترون‌های فراری در راکتورهای همجوشی هسته‌ای و راه‌حل احتمالی با استفاده از امواج ویسلر

راکتورهای همجوشی بر اساس واکنش‌هایی که در ستاره‌ها رخ می‌دهند، عمل می‌کنند. در این فرایند، اتم‌های هیدروژن با سرعت بسیار بالا به یکدیگر برخورد کرده و به هم جوش می‌خورند تا اتم‌های هلیم را تشکیل دهند. این فرایند مانند واکنش‌هایی است که در هسته خورشید اتفاق می‌افتد و انرژی فوق‌العاده زیادی تولید می‌کند.

الکترون‌های فراری، الکترون‌هایی هستند که انرژی زیادی از طریق میدان الکتریکی کسب می‌کنند و به صورت آزاد و سرگردان حرکت می‌کنند. در راکتورهای همجوشی هسته‌ای با انرژی بالا، تعداد و سرعت این الکترون‌ها به قدری زیاد است که می‌تواند به نتایج ناخوشایندی منجر شود، از جمله ذوب شدن دیواره‌های فلزی راکتور.

الگوریتم‌های پیچیده هوش مصنوعی اکنون از امواج ویسلر، یک ترکیب از پلاسما و گاز نئون منجمد، برای کنترل الکترون‌های فراری بهره می‌برند. این مطالعات جدید نشان می‌دهد که به‌وسیله‌ی یافته‌های جدید، راهکارهای ساده‌تر و در عین حال موثرتری برای مدیریت این مسأله ممکن است پدید آید.

تیم تحقیقاتی از “لابراتوار ملی Oak Ridge” بررسی جزئیات حرکت الکترون‌های فراری در راکتور را انجام داده و متوجه شده‌اند که این الکترون‌ها موج‌های ویسلر را ایجاد می‌کنند. ویسلر، امواج پلاسمایی مرموزی هستند که در لایه یونسفر در ارتفاع هزار کیلومتری سطح زمین پس از صاعقه ایجاد می‌شوند. این تحقیقات در حال توسعه روش‌های مهندسی معکوس برای کنترل و ایجاد امواج ویسلر در خارج از پلاسما به‌منظور جلوگیری از فرار الکترون‌ها و بهبود کارایی نیروگاه‌های هسته‌ای می‌باشد.

این پژوهشها با هدف کاهش خطرات ناشی از الکترون‌های فراری که یکی از علل منصرفی از توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای به‌شمار می‌آید، صورت گرفته است. انتظار می‌رود که این تحقیقات نه‌تنها موجب افزایش کارایی نیروگاه‌ها شود بلکه نقش مهمی در حفظ محیط زیست و جلوگیری از تغییرات اقلیمی ایفا کند.