فتح جديد في الطاقة النووية

-

نجح العلماء في بلوغ هذا الضغط باستخدام مفاعل الكاتور ـ س مود توكاماك

اقترب توليد الطاقة النظيفة بإمدادات لا حدّ لها تقريبًا خطوة من ترجمته إلى واقع، بعدما سجل فريق من العلماء في الولايات المتحدة رقمًا قياسيًا جديدًا في أبحاث الاندماج النووي. &

لندن: بتحطيم الرقم القياسي السابق لضغط البلازما، الذي يعتبر من العناصر الأساسية لعملية الاندماج، أعطى المهندسون والعلماء دفعة جديدة إلى الجهود الرامية إلى توليد الطاقة بهذه الطريقة. &

تخصيص مفاعل
ويُنظَر إلى الاندماج النووي على أنه مصدر لا ينضب عمليًا للطاقة النظيفة، يتوافر بالعمليات النووية نفسها التي تحدث في الشمس. وباستخدام حرارة عالية ومجالات مغناطيسية قوية وضغط كبير، تُدمج نويات العناصر الخفيفة، لإنتاج عنصر أثقل مع إطلاق كمية كبيرة من الطاقة خلال عملية الاندماج.&

بإجراء هذه العملية المشابهة لما يحدث داخل النجوم في مفاعل مصمم خصيصًا لها، يستطيع المهندسون أن يدمجوا ذرات الهيدروجين لإنتاج غاز الهيليوم، وجمع الطاقة المتولدة من هذا الاندماج لأغراض الاستهلاك. ولكي يحدث التفاعل بين الذرات يخضع الغاز المسخَّن إلى حالة البلازما لضغط يعصر الذرات مع بعضها البعض، ويجبرها على التفاعل. &

وتمكن العلماء في مركز علم البلازما والاندماج في معهد ماسيشوسيتس للتكنولوجيا من رفع الضغط المسلط على الغاز إلى جوين اثنين، محطمين الرقم القياسي السابق بنسبة 15 في المئة. &

اندماجات لانهائية
نجح العلماء في بلوغ هذا الضغط باستخدام مفاعل الكاتور ـ س مود توكاماك، الذي صُمم خصيصًا لهذا الغرض في المعهد. ويستخدم المفاعل مجالات مغناطيسية لاحتواء التفاعل داخل حجم ثابت. &

بإبقاء الضغط عند 2.05 جو ـ ما يعادل 10 أمتار تحت سطح المحيط ـ بلغت حرارة المفاعل في الداخل أكثر من 35 مليون درجة مئوية، أو ما يزيد مرتين على درجات الحرارة في مركز الشمس. &

وقال معهد ماسيشوسيتس للتكنولوجيا إن الظروف داخل المفاعل تولّد مئات التريليونات من عمليات الاندماج في الثانية داخل المتر المكعب الواحد.&

عقبة الطاقة
وصرح دايل ميد نائب مدير مختبر فيزياء البلازما السابق في جامعة برينستون لموقع معهد ماسيشوسيتس الإخباري قائلًا "إن هذا إنجاز استثنائي، وإن الرقم القياسي لضغط البلازما يثبت صحة المعالجة التي تستخدم مجالات مغناطيسية قوية، بوصفها طريقًا جذابًا إلى توليد طاقة عملية من الاندماج". &

إلى جانب الضغوط اللازمة التي تُعد تحديًا تقنيًا مهمًا، فإن العقبة الرئيسة التي تواجه مفاعلات الاندماج النووي هي الطاقة المطلوبة لإحداث التفاعلات بين الذرات، فتسخين غازات، بحيث تصل إلى حالة البلازما، وإنتاج ضغط هائل لتحفيز التفاعلات وتوليد مجالات مغناطيسية قوية لاحتواء ذلك كله، يتطلب طاقة أكبر مما تنتجه التفاعلات نفسها حاليًا. &

الأكبر إطلاقًا
لكي تكون العملية مجدية اقتصاديًا يجب أن تكون الطاقة المتولدة أكبر من الطاقة المستهلكة لتوليدها. وتعمل مؤسسات علمية أخرى خارج الولايات المتحدة على زيادة قدرة التكنولوجيا على توليد الطاقة، مثل المفاعل الذي تبنيه فرنسا حاليًا، وهو سيكون أكبر مفاعل من نوعه في العالم، ويزيد حجمه 800 مرة على مفاعل معهد ماسيشوسيتس.&