همجوشی هستهای از انرژی عظیمی استفاده میکند که هنگام ترکیب دو ذره سبک آزاد میشود. برای ایجاد این فرایند به دما و فشار بسیار بالا نیاز است؛ در واقع ستارهها نیز با همین روش انرژی تولید میکنند. بنابراین طبیعی است که قرار گرفتن مواد در چنین شرایطی میتواند آسیب زیادی به آنها وارد کند.
متأسفانه به نظر میرسد تنگستن نیز از این آسیب در امان نباشد. تنگستن فلزی کمیاب است که پژوهشگران آن را یکی از گزینههای مناسب برای استفاده در راکتورهای همجوشی میدانند. در یک مطالعه جدید که در نشریه Physical Review Letters منتشر شده، فیزیکدانان با انجام شبیهسازیهای گسترده دریافتند که تنگستن درون راکتورهای همجوشی بسیار بیشتر از آنچه پیشتر تصور میشد، در معرض فرسایش و آسیب قرار دارد. یکی از دلایل اصلی توجه پژوهشگران به تنگستن، مقاومت بسیار بالای آن در برابر گرمای شدید بود، اما نتایج جدید نشان میدهد که میزان بالای تشعشعات تولیدشده در راکتورهای همجوشی ممکن است این مزیت را تا حد زیادی بیاثر کند.
جسپر بیگمَیستر، نویسنده اصلی این مطالعه و فیزیکدان دانشگاه هلسینکی فنلاند، به Phys.org گفت: «مقاله اخیر ما بر آسیب اولیه ناشی از تشعشعات تمرکز دارد؛ یعنی آسیبی که در اثر پسزنی یک اتم ایجاد میشود. درک این پدیده همچنان یکی از زمینههای فعال تحقیقاتی است.»
تبلیغات متنی در آی تی نویس : شرایط تبلیغات
بهطور کلی، آسیب ناشی از تشعشعات زمانی رخ میدهد که واکنشهای بسیار قدرتمند، ذراتی با انرژی فوقالعاده زیاد تولید کنند و این ذرات با سطح دیگری برخورد کنند. در این مورد، واکنشهای همجوشی نوترونهای پرانرژی آزاد میکنند که با اتمهای تشکیلدهنده بخشهایی مانند اجزای تنگستنی راکتور برخورد میکنند. شدت این برخورد میتواند یک اتم را از جای اصلی خود خارج کند و در ادامه، زنجیرهای از واکنشها ایجاد شود که ساختار کلی آن بخش را تغییر دهد. به این فرایند «آسیب اولیه ناشی از تشعشعات» گفته میشود.
این مطالعه بررسی کرده است که چنین فرایندهایی چه تأثیری بر تنگستن میتوانند داشته باشند. در این مقاله، تنگستن بهعنوان «گزینه اصلی برای ساخت دیواره رو به پلاسما در راکتورهای همجوشی توکامک» معرفی شده است. به عبارت دیگر، در طراحیهای معمول، تنگستن مستقیماً در معرض واکنش همجوشی و تشعشعات حاصل از آن قرار میگیرد.
با این حال، پژوهشگران در مقاله توضیح دادهاند که فرسایش فلزات در اثر تشعشعات همیشه فرایندی ساده و مستقیم نیست، زیرا این «زنجیرههای برخورد» ممکن است دوباره با یکدیگر ترکیب شوند و بخشی از آسیب ایجادشده را برطرف کنند.
