يركز ميلوني على الطاقة "النظيفة" للاندماج النووي:ماذا يعني ذلك

وفقًا لجورجيا ميلوني، يجب علينا أن نهدف إلى استخدام الطاقة النووية النظيفة، المستمدة من الاندماج النووي:فهو لا ينضب وسيجلب "مستقبلاً أفضل".ولكن في أي مرحلة وصل البحث؟

روما ـ إن الطاقة النووية "النظيفة"، المستمدة من الاندماج النووي، تشكل مصدراً يمكن استغلاله في المستقبل، وذلك لأنها غير محدودة في المقام الأول:كانت جيورجيا ميلوني هي التي تحدثت عن ذلك هذا الصباح بمناسبة حدث "العلم في مركز الدولة" الذي روجت له جمعية العلماء الإيطاليين (عيسى). الطاقة النظيفة, ولذلك فهو الذي يتشكل بشكل طبيعي على الشمس والنجوم.وماذا بشكل مصطنع يمكن إنتاجه من خلال الاندماج النووي, وهي عملية لا علاقة لها بمحطات الطاقة النووية والقنابل وما إلى ذلك وحتى الآن تم اختباره في المختبر فقط.هذا هو مجال الدراسة الذي لا يزال أمام الأبحاث الكثير لاكتشافه - والذي لا يزال يتطلب وقتًا طويلاً قبل أن يتم إنتاجه واستخدامه على نطاق واسع - ولكنه سيكون بالتأكيد المستقبل وفقًا لرئيس الوزراء ميلوني.وفي الوقت نفسه، إليك ما قالته ميلوني:"منظور عظيم، ورؤية عظيمة، وحلم عظيم يأتي من إمكانية إنتاج طاقة نظيفة وغير محدودة من الاندماج النووي في المستقبل غير البعيد.إيطاليا هي موطن إنريكو فيرمي، وهي في هذا الصدد لا مثيل لها بفضل خبرتها ونشاط البحث والتطوير، ونظام الإنتاج لدينا:يمكننا الاستمرار في النمو، أ إعطاء العالم اكتشافات جديدة ومستقبل أفضل ومختلفة."

الانشطار والانصهار

وإذا كان صحيحا أن الكلمات متشابهة. الاندماج النووي يختلف كثيرا عن الانشطار, ، وهو بدلاً من ذلك الذي يزود محطات الطاقة النووية الحالية بالطاقة.ولكن دعونا نذهب بالترتيب.الانشطار النووي هو ما نعرفه، وما هو موجود ويعمل على تشغيل محطات الطاقة النووية والأجهزة الذرية.واحد من الانصهار هو في الأساس الطاقة التي تشغل النجوم, أساس الحياة ووجود الكون ذاته.لم يحقق الأول تقدمًا كبيرًا منذ اكتشافه وسرعان ما أصبح له تطبيقات صناعية واسعة النطاق لإنتاج الطاقة، أما الثاني فلم يكن له حتى الآن سوى تطبيقات في مجال الطاقة. النباتات النموذجية أو من معمل.

ماذا يحدث أثناء الانشطار النووي

تم الحصول على التفاعل الانشطاري لأول مرة في المختبر بواسطة إنريكو فيرمي ومعاونيه في عام 1934, تم التعرف عليه ودراسته تجريبيًا بواسطة أوتو هان وفريتز ستراسمان في عام 1938، وتم تفسيره في العام التالي بواسطة أوتو روبرت فريش وليزا مايتنر (الذين ندين لهم بهذا المصطلح) ثم تمت دراسته نظريًا بواسطة نيلز بور ومعاونيه.

في الانشطار النووي، تمتص النواة ذات العدد الذري العالي، النيوترون، أو حتى الجسيمات المشحونة (البروتونات والديوترونات والجسيمات وغيرها)، وتنقسم في الوقت نفسه إلى شظيتين عدد ذري ​​يصل إلى النصف. حجمها أكبر من حجم النواة الأصلية، بالإضافة إلى عدد معين من النيوترونات الحرة.إنه رد فعل خارجي للغاية - يتم إطلاق الكثير من الطاقة – وأيضًا إنتاج النيوترونات الثانوية، في الظروف المناسبة يمكنها الحفاظ على نفسها من خلال عملية متسلسلة.حوالي ثلث الطاقة المنتجة في معظم محطات الطاقة النووية تأتي من البلوتونيوم الذي يتم إنشاؤه في قلبها كمنتج ثانوي لليورانيوم 238.في محطات الطاقة النووية، تسمح الحرارة الناتجة عن تفاعلات الانشطار بتسخين الماء حتى ينتج البخار.كما هو الحال في محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالوقود الأحفوري (الفحم أو الغاز الطبيعي)، تتحول الطاقة المنطلقة على شكل حرارة أولاً إلى طاقة ميكانيكية ومن ثم إلى طاقة كهربائية:يقوم البخار الناتج بتشغيل التوربين الذي بدوره يقوم بتشغيل المولد.

كم عدد المحطات النووية الموجودة في العالم؟

هناك ما يقرب من 440 مصنعًا قيد التشغيل, ، بقيادة الولايات المتحدة حيث يوجد 92 محطة نشطة، تليها فرنسا بـ 56 والصين بـ 55، لكنها الدولة التي يوجد فيها أكثر من 20 محطة لتوليد الطاقة قيد الإنشاء.توفر الطاقة النووية، التي تبلغ قدرتها التشغيلية ما يقرب من 413 جيجاوات في 32 دولة، حوالي 10٪ من توليد الكهرباء العالمي مع تجنب 1.5 جيجا طن من الانبعاثات العالمية في الغلاف الجوي و180 مليار متر مكعب من الطلب العالمي على الغاز سنويًا. مشكلة الطاقة النووية هي التكاليف الباهظة للغاية، والتي لا يمكن تحملها في بعض الأحيان، والسلامة المرتبطة بالإنتاج.كل هذا يتطلب أيضًا أوقاتًا طويلة جدًا:بدأ مفاعل أولكيلوتو 3 (OL3) الفنلندي، وهو واحد من آخر المفاعلات التي تم بناؤها في أوروبا، الإنتاج المنتظم بعد أكثر من 18 عامًا فقط من بدء البناء.

الاندماج النووي في النجوم

يحدث الاندماج النووي تلقائيًا في الشمس والنجوم الأخرى، حيث تؤدي درجة الحرارة الداخلية المرتفعة جدًا إلى تفاعل اندماج نوى الهيدروجين (تفاعل بروتون-بروتون).ومن الاندماج تأتي الطاقة التي تصل إلى الأرض على شكل حرارة وإشعاع كهرومغناطيسي وجزيئات.في الاندماج النووي، تندمج نواتان من العناصر الخفيفة، مثل الديوتيريوم والتريتيوم، عند درجات حرارة وضغوط عالية، لتكوين نواة عناصر أثقل مثل الهيليوم مع انبعاث كميات كبيرة من الطاقة. وبالتالي فإن الطاقة والعناصر الثقيلة التي نجدها في الكون وأيضًا على كوكبنا تتشكل في أفران نجمية.لا يمكن أن تندمج النوى إلا على مسافات قصيرة جدًا ويجب أن تكون السرعة التي تصطدم بها عالية جدًا.ويجب أن تكون طاقتها الحركية – وبالتالي درجة حرارتها – مرتفعة للغاية.

كيف يعمل الاندماج النووي في المختبر

للحصول على تفاعلات الاندماج في المختبر، من الضروري إحضار خليط من الديوتيريوم والتريتيوم إلى درجات حرارة عالية جدًا (100 مليون درجة) لفترات طويلة بما فيه الكفاية.بسبب هذا التحدي المتمثل في الاندماج هو قبل كل شيء احتواء هذه البلازما في درجات حرارة عالية جدًا, والتي نحاول الحصول عليها باستخدام مجالات مغناطيسية قوية ومواد خاصة تمامًا.لتحقيق تفاعل الاندماج، يجب أن تكون بلازما الهيدروجين محصورة في مساحة محدودة:يحدث هذا في الشمس بسبب قوى الجاذبية الهائلة المؤثرة.للحصول على اندماج متحكم فيه في المختبر، مع توازن طاقة إيجابي، من الضروري تسخين بلازما الديوتيريوم-التريتيوم إلى درجات حرارة أعلى بكثير (100 مليون درجة)، وإبقائها محصورة في مساحة محدودة لفترة كافية من الطاقة المنطلقة بواسطة يمكن لتفاعلات الاندماج أن تعوض كلاً من الخسائر والطاقة المستخدمة لإنتاجها. لا يُنتج الاندماج نفايات، ولكن كما نفهم، من الصعب جدًا جعله قابلاً للاستخدام على نطاق صناعي، وهو ما لن يحدث إلا خلال عقود، من 50 إلى 70 عامًا.

أول مفاعل اندماجي قادم، وهو الدور الإيطالي

تتوخى خارطة الطريق الأوروبية نحو كهرباء الاندماج تحقيق الهدف أول مفاعل لتغذية الشبكة بالكهرباء.تم إنجاز تجربة Torus الأوروبية المشتركة (JET)، وهي أكبر تجربة اندماج نووي في العالم رقم قياسي جديد للطاقة المنتجة خلال الحملة التجريبية الأخيرة والأخيرة، مما يدل على القدرة على توليد طاقة الاندماج بشكل موثوق.وساهمت المختبرات الأوروبية الرئيسية التي نسقتها EUROfusion في نجاح التجارب. إيطاليا شريكة مع ENEA، والمجلس الوطني للبحوث، واتحاد RFX وبعض الجامعات.وفي الولايات المتحدة الأمريكية، أثبت مرفق الإشعال الوطني في ليفرمور، كاليفورنيا، في العام الماضي، باستخدام 192 جهاز ليزر، أنه يستطيع بشكل متكرر تحقيق تفاعلات تنتج طاقة أكثر مما تستهلك.والنتيجة هي علامة فارقة على الطريق الطويل لإنتاج الطاقة النظيفة ولا ينضب عمليا.

التقدم (البطيء) للانشطار النووي

أما بالنسبة للانشطار النووي، فإننا نتحدث عن الجيل الرابع، والذي لا يوجد إلا على ورقة المخططين.أحدث المفاعلات هي الجيل الثالث أو الجيل الثالث بلس، وهي في الأساس نفس التكنولوجيا المستخدمة في الستينيات ولكن مع أنظمة أمان زائدة ومتعددة. تكمن المشكلة دائمًا في النفايات التي لم يتم تحديد ترتيب جيولوجي محدد لها بعد – لا يوجد مستودع جيولوجي واحد محدد في العالم – ولا طريقة للاسترداد الصناعي.يتم حاليًا تخزين النفايات في حاويات شديدة المقاومة - براميل - ويتم تخزينها في محطات توليد الطاقة النشطة.وهم أيضا قيد الدراسة المفاعلات الانشطارية المطورة حديثًا، أكثر أمانًا مع إنتاج نفايات أقل.المشاريع مختلفة، وبعضها واعد جدًا، لكنها لا تزال في المختبرات وقابليتها للتوسع الصناعي لا تزال بعيدة المنال.هناك أيضًا الكثير من الحديث عن المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة والتي ليست أكثر من مفاعلات انشطارية نووية صغيرة، مثل تلك التي تمد السفن أو الغواصات بالطاقة.