أعلن علماء أمريكيون عن تقدم كبير في السباق لإعادة إنشاء تفاعل الاندماج النووي. وتابع الفيزيائيون هذه التكنولوجيا لعقود من الزمن لأنها تعد بمصدر محتمل طاقة نظيفة لا محدودة.
Breakthrough in nuclear fusion announced by scientists, bringing us a step closer to a potential source of near-limitless clean energy https://t.co/vVFsAxqUTD
— BBC Breaking News (@BBCBreaking) December 13, 2022
وأكد الباحثون يوم أمس الثلاثاء أنهم تغلبوا على حاجز رئيسي وهو الإشعال “Ignition” – إنتاج طاقة من تجربة الاندماج أكثر مما تم استهلاكه من خلاله. لكن الخبراء يقولون إنه لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل أن يتم تزويد المنازل بطاقة الاندماج النووي.
كيف يعمل الاندماج النووي؟
أجريت التجربة في مرفق الإشعال الوطني في مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL) في كاليفورنيا. وقال الدكتور كيم بوديل، مدير LLNL: “هذا إنجاز تاريخي … على مدار الستين عامًا الماضية، ساهم الآلاف من الأشخاص في هذا المسعى واستغرق الأمر رؤيا حقيقية للوصول بنا إلى هنا”.
يوصف الاندماج النووي بأنه “الكأس المقدسة” لإنتاج الطاقة. إنها العملية التي تمد الشمس والنجوم الأخرى بالطاقة. ويعمل عن طريق أخذ أزواج من ذرات الضوء وصدمها معًا – يطلق هذا “الاندماج” الكثير من الطاقة.
وهو عكس الانشطار النووي، حيث تنقسم الذرات الثقيلة. الانشطار هي التكنولوجيا المستخدمة حاليًا في محطات الطاقة النووية، ولكن العملية تنتج أيضًا الكثير من النفايات التي تستمر في إطلاق الإشعاع لفترة طويلة. يمكن أن يكون خطيرًا ويجب تخزينه بأمان.
ينتج الاندماج النووي طاقة أكبر بكثير، وكميات صغيرة فقط من النفايات المشعة قصيرة العمر. والأهم من ذلك، أن العملية لا تنتج انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وبالتالي لا تساهم في تغير المناخ.
لكن أحد التحديات هو أن إجبار العناصر والحفاظ عليها معًا في الاندماج يتطلب درجات حرارة وضغوطًا عالية جدًا. حتى الآن، لم تنجح أي تجربة في إنتاج طاقة أكثر من الكمية الموضوعة لإنجاحها.
منشأة الإشعال الوطنية في كاليفورنيا هي تجربة بقيمة 3.5 مليار دولار (2.85 مليار جنيه إسترليني). ويوضع فيها كمية ضئيلة من الهيدروجين في كبسولة بحجم حبة الفلفل. ثم يتم استخدام ليزر قوي من 192 شعاعًا لتسخين وضغط وقود الهيدروجين.
الليزر قوي جدًا لدرجة أنه يمكنه تسخين الكبسولة إلى 100 مليون درجة مئوية – أكثر سخونة من مركز الشمس، وضغطها إلى أكثر من 100 مليار مرة من الغلاف الجوي للأرض.
تحت هذه القوى، تبدأ الكبسولة بالانفجار على نفسها، مما يجبر ذرات الهيدروجين على الاندماج وإطلاق الطاقة.
عند الإعلان عن الاختراق، قال الدكتور مارفن آدامز – نائب مدير البرامج الدفاعية في الإدارة الوطنية الأمريكية للأمن النووي – إن ليزرات المختبر لديها مدخلات 2.05 ميغا جول (MJ) من الطاقة إلى الهدف، والتي أنتجت بعد ذلك 3.15 ميغا جول من ناتج طاقة الاندماج.
وقالت الدكتورة ميلاني ويندريدج – الرئيس التنفيذي لشركة Fusion Energy Insights – لبي بي سي: “لقد كان الاندماج مثيرًا للعلماء منذ أن اكتشفوا لأول مرة سبب توهج الشمس. هذه النتائج اليوم وضعتنا حقًا على طريق تسويق التكنولوجيا”.
ووصفها جيريمي شيتيندين أستاذ فيزياء البلازما والمدير المشارك لمركز دراسات الاندماج بالقصور الذاتي في إمبريال كوليدج لندن، بأنها “لحظة اختراق حقيقية”. وقال: “إنه يثبت أن الهدف المنشود منذ فترة طويلة – الكأس المقدسة للاندماج – يمكن تحقيقه بالفعل”.
كان هذا هو الشعور الذي ردده الفيزيائيون على مستوى العالم، الذين أشادوا بعمل المجتمع العلمي الدولي.
تتمثل إحدى العقبات الرئيسية الآن في خفض التكاليف وزيادة إنتاج الطاقة.
المصدر/ BBC News
