في خطوة تاريخية نحو تحقيق طاقة نظيفة ومستدامة، تمكن مفاعل الاندماج النووي WEST في فرنسا من تحطيم الرقم القياسي للاندماج النووي الذي حققه مفاعل صيني قبل بضعة أسابيع فقط. استطاع WEST الحفاظ على بلازما محترقة لمدة 1337 ثانية، متجاوزًا بذلك الرقم القياسي السابق والبالغ 1066 ثانية بنسبة 25%. تُظهر هذه الإنجازات الجماعية للعلماء في مجال الطاقة النووية إمكانية تحقيق تقدم ملموس نحو استخدام الاندماج النووي كمصدر رئيسي للطاقة. المقال التالي يستعرض تفاصيل هذا الإنجاز العلمي، ويسلط الضوء على أهمية توظيف الاندماج النووي في مواجهة تحديات الطاقة والمناخ في المستقبل.
التقدم في تكنولوجيا الاندماج النووي
حقق مفاعل الاندماج النووي الفرنسي “WEST” إنجازًا جديدًا في مجال تكنولوجيا الاندماج، حيث تمكن من الحفاظ على بلازما الهيدروجين لمدة 1337 ثانية، متجاوزًا الرقم القياسي السابق المحقق في الصين والذي كان 1066 ثانية. هذه الخطوة تمثل تقدمًا مهمًا آخر نحو تحقيق الطاقة النظيفة والمستدامة. فقد صرح آن-إيزابيل إتيانف، مديرة الأبحاث الأساسية في المركز الوطني الفرنسي للأبحاث، أن هذا الإنجاز يعكس تقدمًا فنيًا حاسمًا. الاندماج النووي هو العملية التي تعزز نجوم الكون، ويهدف العلماء منذ أكثر من 70 عامًا إلى تحقيقه كوسيلة لتوليد الطاقة.
تكمن فكرة الاندماج النووي في دمج ذرات الهيدروجين تحت ظروف ضغط وحرارة عالية لتحويلها إلى طاقة، حيث تقوم النجوم بتحويل المادة إلى ضوء وحرارة بفعل عمليات الاندماج. بدون إنتاج غازات دفيئة أو نفايات مشعة طويلة الأجل، تُعتبر هذه العملية نموذجًا مثاليًا للطاقة. ومع ذلك، فإن محاكاة هذه الشروط الفريدة داخل نجوم مثل الشمس هو أمر صعب للغاية، ويتطلب تصميمات مثل “التوكماك” التي تستخدم مجالات مغناطيسية للحفاظ على البلازما.
يتناول التوكماك تسخين البلازما حتى تصل إلى درجات حرارة تجاوزت 50 مليون درجة مئوية. إن المفاعل “WEST” قام بدمج نظائر ثقيلة من الهيدروجين لمدة 22 دقيقة، مما يعني أن العلماء في طريقهم لتحقيق نتائج أكبر في المستقبل، حيث تعد هذه الخطوات رائدة في التطبيقات التجارية المحتملة للطاقة المستدامة.
التحديات التقنية في الاندماج النووي
على الرغم من التقدم المذهل، إلا أن تحقيق ظاهرة الاندماج النووي بشكل فعال يتطلب التغلب على تحديات تقنية كبيرة. العمليات المطلوبة لتسخين البلازما واستدامتها داخل المفاعل حساسة تقنيًا وتتطلب توازن دقيق. تتضمن التحديات كيفية احتواء البلازما بطريقة تمنعها من التآكل وإحراق جوانب المفاعل. باستخدام تقنيات مثل الليزر والمجالات المغناطيسية، يتمكن القائمون على الأبحاث من توجيه البلازما وكبحها بشكل مناسب.
مسألة الحفاظ على البلازما لفترات طويلة تعد أحد أكبر التحديات. فحدوث أي تداخل أو ضعف في المجال المغناطيسي يمكن أن يؤدي إلى إسقاط البلازما، مما يعطل العملية. عملية التحكم ليست فقط عن التسخين، بل تتطلب أيضًا فهمًا عميقًا للتفاعلات الديناميكية للبلازما تحت ظروف غير مستقرة. يرتكز التوكماك على تصميم متقدم بسيط ولكنه قوي، يتطلب تصميم 19 ملفًا عملاقًا مُرَكَزًا في شكل مغناطيسات متعددة دوارة.
هذه التحديات التقنية، رغم صعوبتها، تمثل أيضًا فرصًا كبيرة للابتكار. فكل تقدم يُحرز في مجال الاندماج النووي يفتح الأبواب لاستكشاف المزيد من التطبيقات التجارية، بما في ذلك إمكانية إيجاد حلول عملية لأزمات الطاقة العالمية.
مستقبل الطاقة النظيفة: مشروع ITER
يمثل مشروع “ITER” (المفاعل التجريبي الدولي للاندماج النووي) خطوة رائدة في مجال الأبحاث الاندماجية. يجمع هذا المشروع بين العديد من الدول الكبرى مثل الصين والاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة وغيرها، بهدف بناء أكبر مفاعل اندماجي في العالم. الجدول الزمني لبدأ التشغيل الأصلي كان في عام 2020، لكنه تم تأجيله الآن إلى عام 2039 على الأقل، وهذا يُعَبر عن التحديات الكبيرة التي تواجه هذا النوع من البحث.
حسب تصريحات آن-إيزابيل إتيانف، فإن الإنجازات التي تحققها “WEST” تساعد على وضع فرنسا والمجتمع الأوروبي في طليعة المبادرات لتسهيل الاستخدام المستقبلي لمفاعل ITER. تعد هذه الإنجازات خطوة مهمة للتجارب الأخرى والبحوث المستمرة نحو فهم كيفية تحقيق اندماج أكثر كفاءة.
عندما يتم تشغيل “ITER”، سيكون معلمًا بارزًا في مجال الطاقة النظيفة. الجهود الرامية إلى تطوير تكنولوجيا الاندماج تهدف إلى إنتاج كمية هائلة من الطاقة دون التأثير السلبي على البيئة. لذلك، تعتبر هذه المشاريع حجر الأساس لإيجاد توفر مستدام للطاقة يمكن أن يدعم المجتمع الحديث.
تم استخدام الذكاء الاصطناعي ezycontent
اترك تعليقاً