عاجل.. مفاعل الاندماج النووي يسجل رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا

تم تحطيم الرقم القياسي العالمي للاندماج النووي بعد أن تمكن مفاعل "الشمس الاصطناعية" من الحفاظ على البلازما لأكثر من 22 دقيقة.

ويعد مفاعل ويست، في جنوب فرنسا، في طليعة الجهود الرامية إلى إنتاج كميات هائلة من الطاقة من التفاعل النووي عندما تندمج ذرتان.

ولكن لكي يكون لدينا أمل في توفير الطاقة لمنازل العالم في المستقبل، يجب أن يكون رد الفعل طويل الأمد من أجل الاستمرار في إنتاج الطاقة.

والآن، وبعد تحطيم علامة العشرين دقيقة، اتخذ مفاعل ويست خطوة كبيرة نحو العمل لمدة أطول - وهي واحدة "الظروف الذهبية" الثلاثة لتحقيق الاندماج النووي.

ويتم إنشاء البلازما عندما يتم تسخين الوقودين المستخدمين في المفاعل، الديوتيريوم والتريتيوم، إلى أكثر من 50 مليون درجة مئوية.

وقال الخبراء إنها "الحالة الرابعة" بعد أن تمر المادة بمراحل الصلب والسائل والغاز، ويتطلب الأمر مركزًا فائق السخونة في مفاعل خاص لتحقيقها.

ويجب الحفاظ على البلازما داخل حجرة المفاعل، دون تشتتها أو تبريدها أو عودتها إلى شكل الغاز.

وأشار خبراء الطاقة النووية إلى أن الإنجاز الذي حققه المفاعل الذي يسمى مفاعل الاحتواء المغناطيسي والذي يحصر البلازما في شكل دونات باستخدام آلة تسمى توكاماك، والذي استغرق 22 دقيقة، هو أمر مثير للإعجاب لأنه حتى قبل عامين فقط، لم يتم الحفاظ على البلازما في هذا النوع من المفاعلات إلا لمدة تقل عن سبع دقائق.

ويتجاوز الرقم القياسي الجديد بنحو 25 ٪ الرقم القياسي السابق الذي حققه مفاعل توكاماك الفائق الموصلية التجريبي المتقدم الصيني "EAST"، قبل بضعة أسابيع.

وقالت آن إيزابيل إتيانفر، مديرة الأبحاث الأساسية في لجنة الطاقات البديلة والطاقة الذرية الفرنسية: "لقد حققت شركة ويست إنجازًا تكنولوجيًا رئيسيًا جديدًا من خلال الحفاظ على بلازما الهيدروجين لأكثر من عشرين دقيقة من خلال حقن 2 ميجاوات من طاقة التسخين.

"ستستمر التجارب بقوة متزايدة."

يرى بعض الخبراء أن الاندماج النووي أفضل من الانشطار النووي، الذي يستخدم حاليًا لتشغيل الكوكب إلى جانب الوقود الأحفوري والطاقة المتجددة.

ويرجع ذلك إلى أن الانشطار النووي يقسم الذرات الثقيلة مثل اليورانيوم أو البلوتونيوم، لإنتاج الطاقة، مما يخلق نفايات مشعة خطيرة محتملة يجب تخزينها.

وينتج الاندماج النووي الطاقة عن طريق جمع الذرات معًا، بدلاً من تقسيمها، وينتج نفايات أقل عمرًا، مما يجعله شكلًا نظيفًا نسبيًا من الطاقة.

ويتطلب الأمر عادة نوعين فقط من الوقود هما الديوتيريوم والتريتيوم، وهما نظائر الهيدروجين.

وقال الخبراء إنها واحدة من الظروف الذهبية الثلاثة للاندماج النووي بالإضافة إلى درجة حرارة عالية بما يكفي وكثافة مناسبة من البلازما.

ومن المهم أيضًا منع تسرب البلازما لأنها قد تؤدي إلى إتلاف أجزاء من المفاعل.

ويُوصف مفاعل ويست بأنه "شمس اصطناعية" لأنه يحاكي التفاعل النووي في الشمس.

كيف يعمل مفاعل الاندماج؟

الاندماج هو العملية التي يتم من خلالها تسخين الغاز وفصله إلى الأيونات والإلكترونات المكونة له. 

تتضمن هذه العملية اصطدام العناصر الخفيفة، مثل الهيدروجين، مع بعضها البعض لتكوين عناصر أثقل، مثل الهيليوم. 

لكي يحدث الاندماج، يتم وضع ذرات الهيدروجين تحت حرارة عالية وضغط حتى تندمج مع بعضها البعض.

الاندماج النووي مقابل الانشطار النووي 

الاندماج النووي والانشطار النووي هما عمليتان نوويتان، حيث أنهما تنطويان على قوى نووية لتغيير نواة الذرات.

الاندماج هو عملية اندماج عنصرين خفيفين "لهما عدد كتلة ذري منخفض"، لتكوين عنصر أثقل. 

ولكي يحدث الاندماج، يتم وضع ذرات الهيدروجين تحت حرارة وضغط مرتفعين حتى تندمج معًا.

وفي الوقت نفسه، يقوم الانشطار بتقسيم العنصر الثقيل "ذو العدد الكتلي الذري المرتفع" إلى أجزاء.

وفي كلتا الحالتين، يتم تحرير الطاقة لأن كتلة النواة المتبقية أصغر من كتلة النوى المتفاعلة.

كلا التفاعلين يطلقان طاقة، والتي في محطة الطاقة، سيتم استخدامها لغلي الماء لتشغيل مولد البخار، وبالتالي إنتاج الكهرباء. 

المصدر: الوكالة الدولية للطاقة الذرية