مفاعل اندماج “الشمس الاصطناعية” في الصين الذي تبلغ تكلفته 1 تريليون دولار أصبح أكثر سخونة من الشمس بخمس مرات

بالعربي/ يمكن أن يساعد مفاعل الاندماج التجريبي في إطلاق طاقة نظيفة شبه لا حدود لها.

سجلت “الشمس الاصطناعية” في الصين رقماً قياسياً عالمياً جديداً بعد تسخين حلقة من البلازما لدرجة حرارة أسخن خمس مرات من حرارة الشمس لأكثر من 17 دقيقة ، حسبما ذكرت وسائل الإعلام الحكومية. 

حافظ مفاعل الاندماج النووي EAST (التجريبي المتقدم فائق التوصيل) على درجة حرارة 158 مليون درجة فهرنهايت (70 مليون درجة مئوية) لمدة 1056 ثانية ، وفقًا لوكالة أنباء شينخوا . يقود هذا الإنجاز العلماء إلى خطوة صغيرة لكنها مهمة أقرب إلى إنشاء مصدر للطاقة النظيفة شبه اللامحدودة.

حطم مفاعل الاندماج النووي التجريبي الصيني الرقم القياسي السابق ، الذي سجله الفرنسي توري سوبرا توكاماك في عام 2003 ، حيث ظلت البلازما في حلقة اللف عند درجات حرارة مماثلة لمدة 390 ثانية. كان EAST قد سجل سابقًا رقمًا قياسيًا آخر في مايو 2021 من خلال الجري لمدة 101 ثانية عند 216 مليون فهرنهايت (120 مليون درجة مئوية) غير مسبوق. على النقيض من ذلك ، يصل جوهر الشمس الفعلي إلى درجات حرارة تبلغ حوالي 27 مليون فهرنهايت (15 مليون درجة مئوية).

قال قائد التجربة قونغ شيانزو ، الباحث في معهد فيزياء البلازما التابع لأكاديمية العلوم الصينية ، في بيان: “العملية الأخيرة تضع أساسًا علميًا وتجريبيًا قويًا لتشغيل مفاعل الاندماج” . 

يحاول العلماء الاستفادة من قوة الاندماج النووي – العملية التي تحترق بها النجوم – لأكثر من 70 عامًا. من خلال دمج ذرات الهيدروجين لتكوين الهيليوم تحت ضغوط ودرجات حرارة عالية للغاية ، يمكن لما يسمى بالنجوم الرئيسية المتتالية تحويل المادة إلى ضوء وحرارة ، وتوليد كميات هائلة من الطاقة دون إنتاج غازات الدفيئة أو نفايات مشعة طويلة الأمد.

لكن تكرار الظروف الموجودة داخل قلوب النجوم ليس بالمهمة السهلة. تصميم معظم المشترك للمفاعلات الاندماج، توكاماك، يعمل عن طريق تسخين البلازما (واحدة من أربع دول من الأمر ، ويتألف من الأيونات الموجبة والسالبة الإلكترونات الحرة) قبل محاصرة عليه داخل غرفة مفاعل على شكل دونات مع قوة المجالات المغناطيسية .

ومع ذلك ، فإن الحفاظ على ملفات البلازما المضطربة وسخونة للغاية في مكانها لفترة كافية لحدوث الاندماج النووي ، كانت عملية شاقة. صمم العالم السوفيتي ناتان يافلينسكي أول توكاماك في عام 1958 ، لكن لم ينجح أحد في إنشاء مفاعل تجريبي قادر على إنتاج طاقة أكثر مما يستهلك.

كانت إحدى العقبات الرئيسية هي كيفية التعامل مع بلازما ساخنة بدرجة كافية للانصهار. تتطلب مفاعلات الاندماج درجات حرارة عالية جدًا – أكثر سخونة من الشمس بعدة مرات – لأنها يجب أن تعمل بضغوط أقل بكثير من حيث يحدث الاندماج بشكل طبيعي داخل لب النجوم. يعد طهي البلازما في درجات حرارة أعلى من الشمس هو الجزء السهل نسبيًا ، ولكن إيجاد طريقة لفها بحيث لا تحترق عبر جدران المفاعل (إما باستخدام الليزر أو الحقول المغناطيسية) دون تدمير عملية الاندماج أمر صعب تقنيًا.المحتوى ذي الصلة

من المتوقع أن يكلف EAST الصين أكثر من تريليون دولار بحلول الوقت الذي تنتهي فيه التجربة في يونيو ، ويتم استخدامه لاختبار التقنيات لمشروع اندماج أكبر – المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER) – الذي يتم بناؤه حاليًا في مرسيليا ، فرنسا.

من المقرر أن يكون أكبر مفاعل نووي في العالم ونتيجة للتعاون بين 35 دولة – بما في ذلك كل دولة في الاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة والصين والهند والولايات المتحدة – يحتوي ITER على أقوى مغناطيس في العالم ، مما يجعله قادرًا على إنتاج مغناطيسي تبلغ قوة الحقل 280.000 مرة قوة الحقل الموجود حول الأرض ، وفقًا لما ذكرته Live Science سابقًا . من المتوقع أن يبدأ تشغيل مفاعل الاندماج في عام 2025 ، وسيزود العلماء بمزيد من الأفكار حول الجوانب العملية لتسخير قوة النجوم على الأرض.

وتتابع الصين أيضًا المزيد من برامجها الخاصة لتطوير قوة الاندماج النووي – فهي تجري تجارب اندماج حصر داخلي وتخطط لإكمال توكاماك جديد بحلول أوائل 2030 .

في مكان آخر ، يمكن الانتهاء من أول مفاعل اندماج قابل للتطبيق في الولايات المتحدة في أقرب وقت ممكن بحلول عام 2025 ، وتأمل شركة بريطانية في توليد الكهرباء تجارياً من الاندماج بحلول عام 2030.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com