یه داستان جالب از چین رو براتون دارم! میدونید که همجوشی هستهای (یعنی فرآیندی که تو خورشید اتفاق میافته و کلی انرژی تولید میکنه) چقدر سخته و پیچیدهست؟ یکی از معمای اصلی برای ساخت نیروگاههای همجوشی اینه که باید آهنرباهای ابررسانا یا Superconducting Magnets بسازن که هم باید زیر فشار مغناطیسی وحشتناک کار کنن، هم سرمای نزدیک به صفر مطلق رو تحمل کنن. صفر مطلق یعنی دمایی که تقریباً همه اجسام توش حرکتی ندارن!
خب، مواد معمولی تو این شرایط کم میارن و زود میشکنن یا شکلشون رو از دست میدن. اما چین یه راهحل خفن پیدا کرده: یه آلیاژ جدید به اسم CHSN01 یا China High-Strength Low-Temperature Steel No 1، که درواقع یه جور سوپر استیل مخصوص همین شرایط خفن برای همجوشیه!
امسال این استیل عجیب، برای اولین بار تو ساخت نیروگاه همجوشی نسل جدید چین استفاده شد. گفته میشه این اولین نیروگاه تولید برق با همجوشی تو دنیاست. یعنی از لحاظ تکنولوژی چین یه قدم جلوتر از پروژههای بینالمللی مشهوری مثل ITER رفته!
حالا بزار یه نکته مهم بگم: ITER پروژهایه که تو فرانسه دارن میسازنش و فقط برای تحقیقات طراحی شده و بهخودیخود برق تولید نمیکنه. اما چین میخواد نیروگاهش واقعاً برق بده تا دنیا رو متحول کنه!
همه چیز از سال ۲۰۱۱ شروع شد که دانشمندای چینی دنبال موادی بودن که قویتر از استیلهای استاندارد مثل 316LN (یه نوع استیل مخصوص شرایط سخت) باشه. کلی آزمایش کردن و حتی سال ۲۰۱۷ هم یه نمونه جدید معرفی کردن، ولی خیلی از دانشمندا و حتی خارجیها اصلاً باورشون نمیشد بشه استیل بهتری ساخت!
حالا تکنیکیتر شو بگم: اومدن به ترکیب استیلشون “وانادیوم” (یه فلز مقاوم که معمولاً تو آلیاژها برای قویتر شدن اضافه میکنن) اضافه کردن و میزان کربن و نیتروژن رو تنظیم کردن. با این کار، استیلشون هم مقاوم شد و هم انعطافپذیر، ولی هنوز به استاندارد نیروگاه همجوشی نمیرسید. کلی هم میگفتن این دیگه تهشه و چیزی بهتر نمیشه درست کرد!
تا اینکه سال ۲۰۲۰ یه فیزیکدان خیلی معروف چینی به اسم ژائو جونگشیان (Zhao Zhongxian) وارد گود شد. این آقا کلی جایزه علمی برده و استاد فیزیک در دماهای خیلی پایین (فیزیک سرما یا Cryogenic Physics که یعنی مطالعه رفتار مواد تو دمای خیلی خیلی پایین) هست. حضورش باعث شد پروژه جان بگیره و یه قدم اساسی برداشته بشه.
تو سال ۲۰۲۱ چین اومد استانداردهای خیلی سختگیرانه گذاشت: استیل باید بتونه فشار ۱۵۰۰ مگاپاسکال (MPa یعنی یه واحد فشار خیلی سنگین) با بیش از ۲۵٪ کشش تو دمای زیر صفر رو تحمل کنه! بعد هم همون سال، یه تیم بزرگ از پژوهشگاها، شرکتا و متخصصای جوشکاری جمع شدن که این استیل رو بسازن.
کلی آزمایش و تغییر تو فرمول انجام دادن تا اینکه سال ۲۰۲۳ بالاخره اعلام کردن CHSN01 هم میتونه تو میادین مغناطیسی ۲۰ تسلا (Tesla واحد شدت میدان مغناطیسیه)، هم فشار ۱۳۰۰ مگاپاسکال رو تاب بیاره و هم کلی مقاومت در مقابل خستگی داره (fatigue resistance یعنی دیر خراب شدن حتی تو فشار و سرما).
این سوپر استیل تو نیروگاه جدیدی به اسم BEST (اسم کاملش رو تو خبر نگفتن اما احتمالاً مخففِ اصطلاحیه برای پروژهی هستهای چین) استفاده شده که قراره تا ۲۰۲۷ کامل بشه.
از کل قطعاتی که تا الان برای این نیروگاه مونتاژ کردن، بالای ۶۰۰۰ تن قطعه مختلف ساختن که ۵۰۰ تنش مخصوص پوششهای حامل برق (Conductor Jackets یعنی همون پوستههایی که دور هادیها میپیچن) و همهشون با همین سوپر استیل جدید چینی ساخته شدن! و قراره این آلیاژ رو فقط محدود به پروژههای همجوشی نذارن و تو صنایع دیگه هم ببرن جلو.
در کل، این حرکت جدید چین باعث شده تو دنیای ساخت نیروگاه همجوشی و آلیاژهای خاص حسابی سر و صدا کنن. حالا باید منتظر بمونیم ببینیم این پروژهها برق واقعی تولید میکنن یا نه، ولی حداقل تو دانش مواد حسابی نوآوری داشتن و یه دیوار بزرگ رو شکستن!
منبع: +
