چشمه‌ی نور ایران، بزرگترین طرح علمی تاریخ کشور

با وجود بحث های داغ هسته ای اگر با پیشرفت های کشور در زمینه علم فیزیک و ذرات بنیادی در سال های پس از انقلاب آشنایی ندارید و تا کنون چیزی در مورد بزرگ ترین طرح علمی تاریخ کشور به گوش شما نرسیده است با ما همراه باشید.

​

هرچند با ظهور انقلاب اسلامی در وطن عزیزمان و لزوم دفاع از میهن اسلامی در طول 8 سال دفاع مقدس برای مدتی کوتاه وقفه ای در روند علمی کشور رخ داد لیکن علی‌رغم تحریم‌های بین‌المللی که در۳۰ سال گذشته تقریباً در همه زمینه‌های تحقیقاتی بر کشور حاکم بوده‌است پیشرفت های متعدد در زمینه های گوناگون علمی کاملا بارز است. رشد علم و سیستم آموزشی در ایران با شیوع ویروس کرونا و وجود بستر های متعدد آموزشی نه تنها کند نشده بلکه با سرعت رو به جلو ست. بر اساس گزارش‌ها، ایران از جمله کشورهایی است که سریعترین رشد علمی را در جهان داراست و پیشرفت‌های متعددی در فناوری هوافضا، صنعت هسته‌ای، پزشکی و یاخته‌های بنیادی داشته‌است. در این بین شاید برنامه های کشور در زمینه فیزیک ذرات در حاشیه قرار گرفته شده است و به گوش کمتر کسی نام پروژه چشمه نور ایران خورده است.

 

جایگاه فیزیک ذرات در دستاوردهای علمی دنیا

جالب است بدانید که سه مورد  از 5 پنج کشف مهم علمی که پژوهشگران در سراسر دنیا طی ۱۰ سال گذشته انجام داده‌اند که از بین آنها سه مورد در زمینه علم فیزیک و یکی از آنها ویژه فیزیک ذرات بنیادی است. در ایران نیز علیرغم تحریم های موجود تلاش هایی جهت استفاده از امکانات روز دنیا در حوزه فیزیک ذرات بنیادی رخ داده است که می توان به گسترش همکاری علمی ایران با کشورهایی نظیر ایتالیا و فرانسه در حوزه فیزیک ذرات اشاره کرد. ارتباطات مجموعه های دانشگاهی و پژوهشی کشور با دیگر کشورها به عنوان مثال حضور محققان ایرانی در برنامه های مرکز ICTP (مرکز فیزیک نظری بین المللی) در کشور ایتالیا، پروژه 'سرن' و مجموعه 'سزامی' نکته ای حائز اهمیت است. پروژه سزامی (SESAME) طرح مشترک بین ایران و کشورهای منطقه با هدف ساخت یک ماشین سینکروترون (ماشین عظیم تولید پرتو ایکس با فرکانس قابل تنظیم) جهت استفاده در مصارف علمی است که در کشور اردن استقرار دارد.

​

شتاب دهنده ذرات چیست؟

شتاب‌دهنده، دستگاهی است که در آن ذرّات باردار مانند ذرات بنیادی، هسته اتم‌ها یا اتم‌های یونیزه شده به وسیلهٔ میدان‌های الکتریکی یا مغناطیسی تا سرعت‌های بسیار زیادی شتاب‌داده می‌شوند به‌طوری‌که سرعت بسیاری از آن‌ها، حتی تا نزدیکی‌های سرعت نور می‌رسد. در حال حاضر، بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده در جهان در مرکز پزوهشی سرن قرار دارد.  شتاب‌دهنده‌ها اصولاً به دو دسته خطی و دایره‌ای تقسیم می‌شوند. مشهورترین شتاب‌دهنده‌های خطی، لیناک و شتابدهنده واندگراف هستند، و شتاب‌دهنده‌های دایره‌ای عبارت هستند از: بتاترون، سیکلوترون، مایکروترون و سنکروترون.

​

سینکروترون ها جزء نتایج علوم مهندسی پیشرفته محسوب می شود و کاربرد گسترده ای در علم فیزیک ذرات دارند. بهره گیری از این شتاب دهنده هادر زمینه‌های علمی از جمله پزشکی، محیط زیست و کشاورزی کاربردهای گسترده دارد.

​

نویسنده: دکتر سمیرا سرشوق، مدیر گروه علوم پایه الگوریتم اول

​

چمدان خورشیدی

تامین انرژی الکتریکی پاک با چمدان خورشیدی

در سال های اخیر استفاده از انرژی های پاک و تجدید پذیر برای تامین انرژی های مورد نیاز بشر با پیشرفت های صورت گرفته در حوزه تکنولوژی توسعه چشمگیری داشته است. در بین اقسام مختلف انرژی های تجدید پذیر، انرژی خورشیدی به دلیل سهولت در دسترسی و کاربردهای فراوان در اولویت بالایی قرار دارد. خورشید به عنوان یک منبع عظیم انرژی در کره زمین با عمری بیش از شش هزار میلیون سال در هر ثانیه 2/4 میلیون تن از جرم خود را به انرژی تبدیل می نماید و انرژی صادره از آن به صورت های مختلف در جهت تامین انرژی مورد نیاز مورد استفاده قرار می گیرد.

انرژی تابشی خورشید در سیستم های برق خورشیدی یا فتوولتائیک به طور مستقیم و بی نیاز از فرآیندهای واسطه به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد. از این رو سهولت در دسترسی به انرژی الکتریکی بدست آمده از برق خورشیدی به مراتب کاربرد این نوع از انرژی تجدید پذیر را از سایر انواع انرژی های پاک بالاتر قرار می دهد.

سیستم فتوولتائیک، یک سیستم الکتریکی است که از پنل های خورشیدی، باتری، مبدل های الکتریکی، دستگاه کنترل کننده و سایر تجهیزات ارتباطی تشکیل شده است. پنل های خورشیدی از تعداد بسیار زیادی سلول خورشیدی تشکیل شده اند که به آنها سلول های فتوولتائیک یا PV گفته می شود. این سلول ها با جذب نور خورشید، الکتریسیته تولید می کنند. الکتریسیته تولیدی به صورت جریان ثابت (DC) است که با استفاده از مبدل های مدار به برق جریان متناوب (AC) تبدیل می گردد. البته بسته به کاربرد های مورد نیاز نوع، برق مصرفی می تواند متفاوت باشد.

به طور کلی انرژی الکتریکی تولید شده توسط خورشید و سیستم های فتوولتائیک در حوزه های مختلفی همچون روشنایی، سرمایش، گرمایش، تهویه، معماری، کشاورزی و باغبانی، حمل و نقل، تولید سوخت و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. سیستم های خورشیدی به ما اجازه استقلال از انرژی های فسیلی را می دهند. فرآیند طراحی سیستم های خورشیدی، فرآیند ساده ای است که با ابزارهای در دست به راحتی پیاده سازی و اجرا می شود. در حقیقت نحوه استفاده از انرژی خورشیدی در کاربردهای مختلف را میتوان با استفاده از سیستم های کامپیوتری و به کمک نرم افزارهای مختلفی مدل سازی و مشاهده نمود.

از جمله پرکاربردترین مصارف سیستم های برق خورشیدی می توان به استفاده در صنعت فضانوردی، روشنایی، سیستم های تغذیه کننده مسکونی و قابل حمل و نقل اشاره نمود. در صنعت فضانوردی از برق خورشیدی برای تامین انرژی مورد نیاز ماهواره ها و در حوزه روشنایی از برق خورشیدی جهت تامین نور و روشنایی مکان ها و مناطقی که به سیستم های انتقال برق سراسری دسترسی ندارند، استفاده می گردد. همچنین در بسیاری از مراکز شهری و روستایی انرژی مورد نیاز کلیه وسایل برقی را می توان با استفاده از پنل های فتوولتائیک و سیستم های ذخیره کننده انرژی خورشیدی (باتری ها) تامین نمود.

نوع جدیدی از سیستم های تغذیه کننده انرژی خورشیدی، سیستم های تغذیه کننده پرتابل و قابل حمل و نقل هستند که سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای بسیار کاربردی آنهاست. همچنین از دیگر ویژگی های کاربردی آنها می توان به استفاده از این نوع برق خورشیدی در موارد اضطراری، حوادث غیر مترقبه و تامین برق مورد نیاز چادر های عشایری و منازل جنگلی اشاره نمود. 

 

چمدان برقی مجهز به پنل های خورشیدی

شرکتRenogy  یکی از اولین تولید کننده های تجهیزات برق خورشیدی، دستگاهی را در ابعاد یک چمدان کوچک طراحی نموده است که مجهز به سلول های خورشیدی، باتری داخلی و تعدادی پورت خروجی برای شارژ کردن و استفاده وسایل برقی مختلف است. نام این تجهیز Phoenix Briefcase یا چمدان ققنوس است که در آن آرایه ای از سلول های خورشیدی تعبیه شده و در دیواره کناری آن انواع پورت ها برای شارژ کردن و استفاده وسایل مختلف برقی در نظر گرفته شده است. با استفاده از این چمدان برقی که با تکنولوژی فتوولتائیک طراحی و ساخته شده است می توان انرژی الکتریکی مورد نیاز را بدون آلودگی و حتی کوچکترین صدای ژنراتور تولید نمود. این چمدان برقی دوام بسیار بالایی دارد و برای نگهداری آن عملیات خاصی صورت نگرفته است. در صورتی که کاربر نیاز به شارژ سریع و بدون نور خورشید داشته باشد میتواند از دو نوع پریز 120 ولتی برق متناوب شهری و همچنین برق 12 ولت مستقیم برای شارژ کردن باتری و سایر تجهیزات استفاده نماید. باتری داخلی این چمدان 16000 میلی آمپر ساعت است که در حقیقت می توان باتری 1960 میلی آمپر ساعتی گوشی آیفون 7 را چندین بار به طور کامل شارژ کرد.

به گفته مدیر عامل شرکت Renogy این چمدان خورشیدی با تمرکز بر استفاده و حمل و نقل آسان طراحی شده است تا انرژیِ پاک خورشید بیش از پیش مورد استفاده مردم قرار گیرد. قیمت حدودی این چمدان خورشیدی 450 دلار تعیین شده است.