عصر ایران - چند روزی پیش خبری در مورد دستیابی ایران به «سلاح پلاسمایی» که هیچ کشور دیگری این فناوری را در اختیار ندارد در فضای مجازی و برخی شبکهها دست به دست میشد. در متن این خبر هیچ منبع یا توضیحی در مورد مدعاهای مطروحه داده نشده و بیشتر به خبرسازی بیپایه و مبنا میماند. به عنوان یک فیزیکدان چیزهایی که درباره پلاسما گفته شده و خواص متنسب به آن را به کلی نادرست میدانم.
از منظر فیزیک کارکرد یک سلاح نظامی رساندن و انتشار بستهای مشخص از انرژی یا تکانه از مکان و زمانی داده شده به مکان و زمانی خاص (هدف) است. هر چه دقت تعیین و تشخیص مکان و زمان و میزان انرژی و البته تمرکز مکانی-زمانی این انرژی یا تکانه بیشتر باشد سلاح بهتری داریم. در محیطهای پلاسمایی که تاکنون توسط بشر ساخته شده یا تا حداقل ۱۰-۲۰ سال آینده امکان ساخت دارند، امکان انتشار کنترل شده پلاسما که برای سلاح پلاسمایی نیاز است با انرژی قابل ملاحظه در فواصلی بیش از سانتیمتر وجود ندارد. بنابراین پلاسماهای دستساز بشر تا آیندهای قابل پیشبینی اصولا به درد ساخت سلاح نمیخورد.
برای روشن شدن بیشتر موضوع و آشنایی خوانندگان با پلاسما متن زیر و مراجع آن میتوانند راهگشا باشند.
میدانیم که مواد از اتمها تشکیل شدهاند. اتمها از هستهای سنگین با بار الکتریکی مثبت در مرکز و الکترونها که بار الکتریکی منفی دارند، در اطراف هسته تشکیل شدهاند. طوری که جرم هسته عملا در هسته متمرکز است و حجم اتمها بیشتر از «ابر الکترونی» اطراف هسته میاید. در حالت معمول اتمها از نظر بار الکتریکی خنثی هستند. با بالا بردن سطح انرژی اتمها (مثلا با تابش نور با فرکانسهای مشخصه اتم) یا با گرم کردن آنها (که در اثر آن اتمها به هم برخورد تصادفی اما با تواتر زیاد میکنند) میتوان الکترونها را به طور موثر از اطراف هستهها کند و به اصطلاح اتمها را یونیزه کرد، به طوری که گازی از الکترونها و هستهها داشت. اگر بتوان این محیط گاز داغ یونیزه را به نوعی تعادل رساند طوری که این سیستم در همین حالت بماند به آن پلاسما میگویند. محیط داخل ستارگان، مثلا خورشید، چنین چیزی است. از دیگر جاهایی که در اطراف زمین پلاسمای طبیعی میتواند به وجود بیاید در مدت زمان کوتاهی در هنگام رعد و برق و در باریکهای که در اطراف برق که مشاهده میشود است. البته در این مورد پلاسما به مدت بسیار کوتاهی تشکیل و به سرعت از بین میرود.
نکته چالش برانگیز برای ساخت پلاسماهای این چنینی نگهداری سیستم در چنین وضعیتی است، زیرا سیستم با تابش، انرژی از دست میدهد و با از دست دادن انرژی الکترونها در اطراف هستهها به دام میافتند و محیط از حالت پلاسما به اتمهای خنثی بازمیگردد.
روش معمول برای رفع مساله پایداری پلاسما که در دنیا بیش از ۷۰ سال قدمت دارد، ساخت و نگهداری پلاسما در محفظههای محبوس است. این کار با استفاده از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی خاصی که در درون محفظه طراحی شده، انجام میشود. این دستگاه «توکومک» نام دارد. توکومکها توانستهاند مشکل پایداری پلاسما را تا حدی حل کنند. مشکل اصلی فعلی آن است که بتوان زمان پایداری پلاسما را به طرز دلخواهی افزایش داد و این که بتوان توکومکهای بزرگ ساخت که مقدار قابل ملاحظهای پلاسمای پرانرژی درآن قابل ذخیره باشد. در حال حاضر بزرگترین توکومک دنیا ایتر (ITER) نام دارد و در شهری در فرانسه واقع است که توسط یک کنسرسیوم بینالمللی ساخته شده و اداره میشود.
استفاده اصلی توکومکها ایجاد محیطی برای شروع و ادامه فرآیند همجوشی هستهای است: اگر این پروژه موفق باشد توکومک ایتر اولین رآکتور همجوشی هستهای دنیا خواهد بود. این نوع رآکتور هستهای در واقع مدلی بسیار کوچک شده از خورشید است. اگر این فناوری به سطح کاربردی برسد، عملا مشکل انرژی دنیا را حل خواهد کرد.
برای مطالب بیشتر درباره پلاسما و مطالب این نوشتار میتوانید به لینکهای زیر مراجعه کنید:
https://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_(physics)
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_flare