همجوشی هسته‌ای چطور زندگی بشر را متحول می‌کند؟
تاریخ انتشار: ۲۳ آذر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۶۰۵۴۶۲
ایتنا - محققان آمریکایی روز سه‌شنبه از پیشرفتی تاریخی در فناوری گداخت هسته‌ای خبر دادند که «دستاورد برجسته» آن نزدیک شدن به منبع نامحدود و پاک انرژی و پایان اتکا به سوخت‌های فسیلی خواهد بود.
آزمایش همجوشی هسته‌ای انجام شده توسط محققان آمریکایی برای نخستین بار به حصول «بهره خالص انرژی» منجر شده که در نوع خود بی‌سابقه محسوب می‌شود.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
این دستاورد گامی مهم برای اثبات قابلیت دوام و پایداری فناوری گداخت هسته‌ای است که «جام مقدس» انرژی‌های تجدیدپذیر لقب گرفته است.
آزمایشگاه ملی لارنس لیوِرمور در ایالت کالیفرنیا روز سه‌شنبه از به نتیجه رسیدن تلاش محققان برای دستیابی به حداکثر انرژی در جریان آزمایش گداخت هسته‌ای خبر داد و آنرا یک پیشرفت بزرگ علمی خواند.
وزارت انرژی ایالات متحده دستیابی به احتراق همجوشی را دستاوردی قابل توجه خواند که می‌تواند به «پیشرفت در دفاع ملی و تضمین آیندهِ انرژی پاک» منجر شود.
کیم بودیل، مدیر آزمایشگاه ملی لارنس لیوِرمور بهره‌بردای از فناوری همجوشی هسته‌ای را «یکی از مهم‌ترین چالش‌های علمی» خواند که به گفته او «تا به حال بشریت به صورت کامل بر آن فائق نیامده بود.»
دانشمندان ده‌ها سال است که برای توسعه فناوری همجوشی هسته‌ای تلاش می‌کنند تا بواسطه آن به یک منبع پاک، فراوان و ایمن انرژی متصل شوند.
این فناوری به بشریت امکان می‌دهد تا وابستگی خود را به سوخت‌های فسیلی که منشا اصلی بحران‌های آب و هوایی، آلایندگی و تغییرات اقلیمی در جهان خوانده می‌شوند، قطع کند.
کشورهای پیشرفته در جهان مدت‌ها است که مبالغ هنگفتی صرف تلاش برای توسعه همجوشی هسته‌ای به عنوان جایگزین مناسب برای دیگر منابع تولید انرژی کرده‌اند.
کانادا از جمله این کشورهای است که محققان آن به تازگی به فناوری استفاده از پلاسما برای گداخت هسته‌ای نزدیک شده‌اند.
گداخت یا همجوشی هسته‌ای، فرایندی که در مرکز خورشید نیز روی می‌دهد و ماحصل آن تولید نور و گرما است، بر خلاف شکافت هسته‌ای عمل می‌کند.
در این فناوری تلاش می‌شود تا هسته‌های سبک مانند هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم با یکدیگر همجوش شوند تا بواسطه تشکیل هسته‌های سنگین‌تر، انرژی تولید شود.
نیروگاه‌های هسته‌ای در سراسر جهان در حال حاضر از شکافت هسته یک اتم سنگین برای تولید انرژی استفاده می‌کنند.
این در حالیست که با فناوری همجوشی هسته‌ای دو اتم هیدروژن سبک با هم ترکیب شوند تا یک اتم هلیوم سنگین‌تر را تشکیل دهند؛ فرایندی که به آزاد شدن مقدار زیادی انرژی منجر می‌شود.
به گزارش آزمایشگاه ملی لارنس لیوِرمور در کالیفرنا، محققان این مجموعه علمی هفته گذشته در تأسیسات احتراق ملی موفق به انجام اولین آزمایش همجوشی کنترل‌شده در تاریخ شده‌اند که دستاورد آن «انرژی علمی متوازن» بوده است.
کارشناسان معتقدند که برای بهره‌برداری کامل از این فناوری و فراگیر شدن استفاده از آن دست کم به بیش از ۱۵ سال نیاز است.
بدین ترتیب هنوز راه زیادی تا همجوشی هسته‌ای تجاری باقی است زیرا در ابتدا باید دانست که این فناوری از نظر اقتصادی و صرف هزینه چه سودی به همراه دارد یا به عنوان مثال برای شارژ لیزرهایی که در گداخت به کار گرفته می‌شود تا چه میزان برق نیاز است؟
دیگر آنکه همجوشی هسته‌ای در صورتی می‌تواند به صرفه و با دوام باشد که بتواند به طور مداوم برق شبکه را تامین کند.
آنچه برای دستیابی به همجوشی کپسولی در آزمایشگاه انجام شده چندین روز به طول انجامیده در حالی که یک نیروگاه برای تولید مداوم برق بر پایه این فناوری باید این عملیات را حدود ده بار در ثانیه با موفقیت انجام دهد.
منبع: یورونیوز
منبع: ايتنا
کلیدواژه: همجوشی هسته ای همجوشی هسته ای گداخت هسته ای
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.itna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ايتنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۶۰۵۴۶۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
چالش‌های زیست‌محیطی در توسعه هوش مصنوعی
هوش مصنوعی مولد نگاه نوآوران و کارآفرینان را به خود جلب کرده است و آنها به‌خوبی می‌دانند که چنین فناوری می‌تواند چه تغییرات شگفتی در جهان کنونی خلق کند. بااین‌حال، در پشت‌صحنه چنین تکنولوژی، چالش‌های مهمی نهفته است که می‌توانند تهدیدی برای پیشرفت آن باشد و منجر به ایجاد بحران‌های جهانی انرژی شود. با حضور هرچه بیشتر هوش مصنوعی در تاروپود صنایع مختلف، نگرانی‌ها در مورد به‌کارگیری بی‌رویه انرژی توسط هوش مصنوعی و عدم پایداری آن افزایش یافته و کارشناسان رویکرد‌های متفاوتی برای حل این معضل پیشنهاد می‌دهند.
دیتاسنتر‌های (Data centers) توسعه‌یافته توسط غول‌های فناوری مانند آلفابت، مایکروسافت و آمازون که به‌منظور ارائه خدمات ابری استفاده می‌شوند، تنها حدوداً ۱ الی ۲ درصد از مصرف انرژی جهانی را به خود اختصاص داده‌اند. همچنین این شرکت‌ها هم‌زمان با افزایش میزان کارکرد سیستم‌ها، بهره‌وری انرژی را در این مراکز بهبود بخشیده‌اند و با سرمایه‌گذاری عظیم در بحث انرژی‌های پاک، اثرات زیست‌محیطی دستگاه‌های خود را کاهش داده‌اند. البته لازم به ذکر است که تلاش‌های این شرکت‌ها برای تقویت سیستم‌ها و بهره‌وری مفید انرژی همچنان ادامه دارد.
هوش مصنوعی
بااین‌حال، ظهور هوش مصنوعی مولد چالش‌های جدیدی را ایجاد کرده است. برای مثال، پردازشگر‌های گرافیکی (GPU) در ChatGPT، انرژی زیادی را مصرف می‌کنند و طبق گفته «کریستوفر ولیس» از کمپانی Equinix (شرکت اجاره‌دهنده دیتاسنتر)، یک سرور استاندارد با مقیاس بالا، پیش از حضور هوش مصنوعی حدود ۱۰ الی ۱۵ کیلووات انرژی مصرف می‌کرد، درحالی‌که این رقم با حضور هوش مصنوعی به ۴۰ الی ۶۰ کیلووات در هر رَک (rack) افزایش می‌یابد؛ البته مصرف بالای انرژی محدود به محاسبات دستگاه‌ها نیست و سیستم‌های خنک‌کننده نیز برای رک‌های GPUها به انرژی قابل‌توجهی نیازمندند. همچنین استفاده از مدل‌های زبانی مانند GPT-۴ در زمینه‌های گوناگون، از تحقیقات گرفته تا فعالیت‌های خلاقانه تولید محتوا، می‌توانند به افزایش بیشتر فشار در شبکه منجر شوند. (به عنوان مثال، یک سرچ ساده در ChatGPT می‌تواند ۱۰ برابر بیشتر از جستجو در گوگل انرژی مصرف کند.)
آژانس بین‌المللی انرژی می‌گوید میزان مصرف انرژی دیتاسنتر‌ها تا سال ۲۰۲۶ ممکن است به ۲ برابر میزان دو سال پیش افزایش یابد و انتظار می‌رود که طی این بازه زمانی، این دستگاه‌ها یک‌سوم مصرف انرژی ایالات‌متحده را به خود اختصاص دهند. همچنین «رنه هاس»، مدیر اجرایی آرم (Arm)، طی گفتگو با وال استریت ژورنال بیان کرد که تا پایان دهه فعلی میلادی، دیتاسنتر‌های هوش مصنوعی می‌توانند تا ۲۵ درصد کل برق آمریکا را به خود اختصاص دهند؛ البته وی درحالی این ادعا را مطرح کرده که مصرف فعلی این سیستم‌ها حدود ۴ درصد یا کمتر است.
پیچیدگی‌های مصرف انرژی در آمریکا
ظهور هوش مصنوعی مولد هم‌زمان با ایجاد فرصت‌های اقتصادی متعدد، مصرف انرژی بالایی را هم می‌طلبد؛ درحالی‌که کاربران و سرمایه‌داران رؤیای استفاده حداقلی انرژی را در سر دارند. این تفکر در سایر بخش‌ها نیز قابل مشاهده است. برای مثال، بسیاری از مشتریان می‌خواهند انرژی خودروهایشان زیرو کربن (بدون کربن) باشد و منابع دیگری را برای انرژی دستگا‌ه‌هایشان جستجو می‌کنند.
از طرفی، گسترش شبکه‌ها دیگر چالش پیش‌روی کمپانی‌هاست. علی‌رغم حمایت کاخ سفید، ساخت سریع ظرفیت‌های تجدیدپذیر جدید برای شرکت‌ها آسان نیست و آنها از مشکلات متعددی در زنجیره تأمین رنج می‌برند. طبق برخی محاسبات، تحویل ترانسفورماتور‌ها سه سال طول می‌کشد و همین‌طور افزایش هزینه پروژه‌های بادی و خورشیدی، تأمین مالی آنها را دشوار ساخته است.
چه باید کرد؟
شکی نیست که ادامه وضعیت فعلی، بحران‌های زیست‌محیطی و انرژی متعددی را رقم خواهد زد؛ درنتیجه صنعت حال‌حاضر به راه‌کار‌های نوآورانه و خلاق نیاز دارد. یکی از رویکرد‌های احتمالی، بهبود بهره‌وری پردازشگر‌های گرافیکی است. درحال‌حاضر انویدیا به‌عنوان تأمین‌کننده عمده قطعات در این زمینه، ادعا کرده که بهره‌وری لازم را در جدیدترین سرور‌های هوش‌مصنوعی خود اعمال کرده است و این روند را ادامه می‌دهد. بااین‌حال، ساخت تراشه‌های کارآمدتر می‌تواند به افزایش مصرف انرژی ختم شود و دوباره مشکل ایجاد کند.
«آرون دنمن» از شرکت Bain، پیشنهاد می‌کند که مدعیان حوزه فناوری از منابع مالی خود برای کمک به شرکت‌های حوزه برق جهت رفع محدودیت‌های این شبکه خرج کنند. او با اشاره به افزایش تقاضا برای مصرف انرژی در زمان‌های اوج مصرف، از الزام بهره‌مندی از نیروگاه‌های پشتیبان آماده گفت. بااین‌حال، این نیروگاه‌ها احتمالاً با گاز طبیعی کار می‌کنند که با اهداف زیست‌محیطی شرکت‌های بزرگ در تضاد است.
کمبود احتمالی انرژی‌های تجدیدپذیر هزینه‌هایی را به‌همراه خواهد داشت. علی‌رغم عدم آشنایی با نحوه درآمدزایی از هوش مصنوعی، مردم می‌دانند که حضور پردازشگر‌های گرافیکی سدی بزرگ در بهره‌وری انرژی محسوب می‌شوند. اگر هزینه‌های انرژی افزایش یابد، توسعه هوش مصنوعی و فناوری‌های نوین نیز با اختلال روبه‌رو خواهد شد. از طرفی دیگر، «سم آلتمن» و همکارانش در OpenAI، به‌کارگیری شکافت هسته‌ای را به‌عنوان یکی از راه‌های تأمین انرژی مصرفی سیستم‌های هوش مصنوعی در سر دارند. بااین‌حال، باید منتظر ماند و دید که مسیر توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر چگونه پیش خواهد رفت و آینده هوش مصنوعی مولد به‌عنوان یک فناوری کاربردی چگونه خواهد بود.
منبع: دیجیاتو
باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی فناوری
تداوم بارندگیها در کشور / دمای هوا در بعضی مناطق کاهش می‌یابد