إنجاز علمي أمريكي كبير في مجال الاندماج النووي
- تكنولوجيا يُنظر إليها على أنها مصدر ثوري بديل للطاقة
- نجح العلماء لأول مرة في إنتاج “رصيد صافٍ من الطاقة” من الاندماج النووي
أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية الثلاثاء عن “اختراق علمي كبير” حققه باحثوها في مجال الاندماج النووي، وهي تكنولوجيا يُنظر إليها على أنها مصدر ثوري بديل للطاقة.
يعمل العلماء منذ عقود على تطوير الاندماج النووي – الذي يصفه مؤيدوه بأنه مصدر نظيف ووفير وآمن للطاقة يمكن أن يسمح للبشرية في نهاية المطاف بإنهاء اعتمادها على الوقود الأحفوري الذي يتسبب بأزمة المناخ العالمية.
رفضت وزارة الطاقة إعطاء أي تفاصيل محددة حول ما ستعلنه الثلاثاء، لكن صحيفة فاينانشال تايمز نشرت في نهاية الأسبوع تقريراً أثار الكثير من الجلبة في المجتمع العلمي.
Join us LIVE tomorrow at 10 a.m. ET / 7 a.m. PT for a special announcement and press conference regarding a MAJOR scientific breakthrough. Remarks will be given by @ENERGY leaders @SecGranholm, @NNSANews’ @NNSAHruby and #LLNL Director Kim Budil. Tune in: https://t.co/H2Lwto2naD pic.twitter.com/XdugB3UhEz
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December 12, 2022
الباحثون في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا نجح لأول مرة في إنتاج “رصيد صافٍ من الطاقة” من الاندماج النووي، وهذا يعني إنتاج طاقة أكبر في التفاعل مما تم استخدامه في تفعيلها.
قال الفيزيائي جيريمي تشيتندين من إمبريال كوليدج لندن إنه إذا تم تأكيد الإنجاز “فهي لحظة اختراق حقيقية مثيرة للآمال … إنه يثبت أن الهدف المنشود منذ فترة طويلة، الاندماج الذي نتوق إليه، يمكن تحقيقه بالفعل”.
لإنتاج الطاقة، تستخدم محطات الطاقة النووية حول العالم حالياً الانشطار – الذي يقوم على شطر نواة ذرة ثقيلة. أما الاندماج فيجمع بين ذرتين من الهيدروجين الخفيف لتكوين ذرة أثقل من الهيليوم ويُطلق كمية كبيرة من الطاقة خلال هذه العملية.
هذه هي العملية التي تحدث داخل النجوم، بما فيها الشمس.
على الأرض، يمكن إثارة تفاعلات الاندماج عن طريق تسخين الهيدروجين إلى درجات حرارة قصوى داخل أجهزة متخصصة.
يستخدم الباحثون في مختبر لورانس ليفرمور الوطني منشأة الإشعال الوطنية الضخمة – تضم 192 ليزرًا فائقة القوة موجهة جميعها إلى أسطوانة بحجم كشتبان مملوءة بالهيدروجين.
On Dec. 5, 2022, a team at LLNL's @lasers_llnl conducted the first controlled fusion experiment in history to achieve fusion ignition. Also known as scientific energy breakeven, the experiment produced more energy from fusion than the laser energy used to drive it. pic.twitter.com/t9htICEcuh
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December 13, 2022
قالت فاينانشال تايمز إن علماء مختبر لورانس ليفرمور الوطني أنتجوا مؤخراً حوالي 2,5 ميغا جول من الطاقة في تفاعل اندماج نووي، أو نحو 120% من 2,1 ميغا جول استخدمها الليزر لبدء التفاعل.
ستوفر هذه النتيجة أخيراً دليلاً على المبادئ الفيزيائية التي حددها باحثو الاندماج قبل عقود. وستمثل ما قال توني رولستون، المحاضر في جامعة كامبريدج، إنه “نجاحًا للعلم”.
مثل الانشطار، يكون الاندماج خالياً من الكربون أثناء التشغيل، ولكن مزاياه لا تتوقف عند هذا الحد؛ فهو لا يطرح خطر حدوث كارثة نووية وينتج نفايات مشعة أقل بكثير من الانصهار.
ولكن الطريق ما زال طويلاً قبل أن يصبح الاندماج قابلاً للتطبيق على نطاق صناعي.
قال تشيتندين “لتحويل الاندماج إلى مصدر طاقة، سنحتاج إلى زيادة ما نكسبه من الطاقة على نحو أكبر. سنحتاج أيضاً إلى إيجاد طريقة لإعادة إنتاج التأثير نفسه على نحو متكرر وبتكلفة أقل بكثير قبل أن نتمكن من تحويل هذا بشكل واقعي إلى محطة لانتاج الطاقة”.
وقال إريك لوفيفر مدير المشروع في لجنة الطاقة النووية الفرنسية لوكالة فرانس برس إن ذلك قد يستغرق 20 أو 30 عاما أخرى.