الاندماج النووي:ولأول مرة، تم توليد طاقة أكثر مما هو مطلوب لتحفيز التفاعل

تعلن الولايات المتحدة عن إنجاز كبير في مجال الاندماج النووي:ولأول مرة في التاريخ تم تحقيق توازن إيجابي.

• أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية عن إنجاز كبير في مجال الاندماج النووي.
• ولأول مرة في تاريخ التجارب، تم تحقيق توازن إيجابي في الطاقة المنتجة.
• سوف يستغرق الأمر عقودًا حتى يتم استخدام الاندماج النووي في الاستخدامات المدنية.

الولايات المتحدة تعلن عن اختراق في الاندماج النووي:لأول مرة كان تم تحقيق رد الفعل بنجاح مع اكتساب صافي للطاقة، أي مع إنتاج طاقة أكبر من تلك المستخدمة لتحفيز التفاعل.تم تحقيق هذا الإنجاز من قبل علماء أمريكيين من مرفق الإشعال الوطني ومختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا.

تم إصدار الخبر رسميًا في 13 ديسمبر 2022 من قبل وزارة الطاقة الأمريكية.تم تقديم نتيجة التجربة على النحو خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال البحث – عمرها الآن عقود – للحصول على أنظمة إنتاج الطاقة من خلال الاندماج النووي، وهو مصدر يعتبر نظيفًا وآمنًا من شأنه أن يساعد اقتصادنا على وضع حد للاعتماد على الطاقة. الوقود الأحفوري.

ما هو الاندماج النووي

الاندماج هو تفاعل نووي تتحد فيه نواة ذرتين أو أكثر معًا لتشكل نواة عنصر كيميائي جديد، وهو عكس الانشطار النووي تقريبًا، حيث تنقسم الذرات من خلال التفاعل المتسلسل.تحلل العناصر الخفيفة (مثل الهيدروجين) لتكوين عناصر أثقل يطلق كمية هائلة من الطاقة في هذه العملية.لقد حاول العلماء منذ فترة طويلة إعادة إنتاج التفاعل الذي يؤدي إلى حرارة وضوء الشمس والنجوم الأخرى في المختبر، من أجل ضمان أن البشرية لديها إمكانات هائلة ككائن حي. مصدر الطاقة المستدامة وانبعاثات الكربون المنخفضة.

لكي يكون الاندماج ممكنًا في المختبر مطلوب كمية كبيرة من الطاقة المدخلة, قادرة على التغلب على التنافر الكهرومغناطيسي للنواة.وكان هذا دائمًا العائق الرئيسي أمام تحقيق الاندماج النووي في المختبر:حتى الآن، كان المشروع البحثي الأكثر تقدما هو النموذج الأولي مفاعل نووي إيتر, ، والتي ينبغي أن تختتم المرحلة التجريبية في عام 2035 ومن ثم لن تدخل حيز التنفيذ إلا في عام 2050.فات الأوان للمساعدة انتقال الطاقة نحو مصادر أكثر استدامة.

هدف يتحقق لأول مرة

في الولايات المتحدة، الكثير من العمل تُجرى أبحاث الاندماج النووي في مرفق الإشعال الوطني (Nif) التابع لمختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا، في مبنى بحجم ثلاثة ملاعب كرة قدم.وينتج مشروع NIF الطاقة من الاندماج النووي من خلال ما يعرف بـ "الاندماج النووي الحراري بالقصور الذاتي":ومن الناحية العملية، يقوم العلماء في الوقت نفسه بتوجيه شعاع 192 ليزر على أسطوانة معدنية صغيرة، يوجد بداخلها كبسولة كروية يبلغ قطرها ثلاثة أو أربعة ملليمترات مكونة من عنصرين رئيسيين للحصول على تفاعل الاندماج النووي:الديوتيريوم والتريتيوم.في لحظات قليلة، درجة الحرارة حولها 3 مليون درجة مما أدى إلى ذوبان الأسطوانة وتفاعل المعدنين، مما أدى إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة.

في العام الماضي، NIF أعلن للحصول عليها تفاعل اندماج نووي فعال بنسبة 70%, أي أنها قادرة على إنتاج 70 بالمائة من الطاقة المستخدمة لتحفيز التفاعل نفسه.نتيجة جيدة ولكن لا تزال في نطاق التوازن السلبي.ومع إعلان اليوم، الاندماج النووي للاستخدامات المدنية يمكن أن يكون أقرب.وكما ذكرنا، في الواقع، حصل الباحثون على، لأول مرة في التاريخ من التجارب في هذا المجال، فإن الطاقة الناتجة عن تفاعل الاندماج النووي أكبر من المدخلات.

لكننا لا نزال بعيدين عن توفير الكهرباء لمنازلنا

أخبار جيدة باختصار.ولكن كن حذرا:تحتاج إلى الانتظار لا يزال وقتا طويلا قبل أن تتمكن هذه التكنولوجيا من تزويد منازلنا بالطاقة.التحدي الكبير المتمثل في تسخير طاقة الاندماج هو التأكد من استمرارها لفترة من الزمن ما يكفي من الوقت لتكون قادرة على تشغيل شبكات الكهرباء وأنظمة التدفئة في جميع أنحاء العالم.ونقطة التحول التي أعلنتها الولايات المتحدة هي خطوة إلى الأمام في هذا الاتجاه، ولكن إلى الأعلى وهو مقياس لا يزال صغيرًا جدًا مقارنة بما هو مطلوب لتشغيل محطة كهرباء واحدة.في الواقع، في الوقت الحالي، ستكون الطاقة المنتجة كافية لتسخين 10 غلايات من الماء.

"سوف يأخذونها عقود للوصول إلى الاستخدام التجاري وقال كيم بوديل، مدير مختبر لورانس ليفرمور الوطني، حيث أُجري الاختبار، "لقد حصلنا على طاقة نظيفة من الاندماج النووي بعد التجربة التي أجريت في كاليفورنيا"."هناك عقبات كبيرة جدا, ليس فقط على المستوى العلمي بل التكنولوجي"."كان هذا بمثابة اشتعال كبسولة لمرة واحدة، لكن للحصول على طاقة اندماجية تجارية تحتاج إلى أشياء كثيرة.يجب أن تكون قادرًا على إنتاج العديد من أحداث الاشتعال الاندماجي في الدقيقة ويجب أن يكون لديك نظام قوي لعناصر القيادة لتحقيقها.ويتوقع الباحث أن "بجهود واستثمارات متضافرة, وبعد بضعة عقود من البحث في التقنيات الضرورية، سنكون في وضع يسمح لنا ببناء محطة للطاقة.

وفي هذا الصدد، لم يتم توضيح الأمر كم سيكلف المفاعل قادرة على إنتاج طاقة الاندماج النووي.مشاريع أخرى قيد الإنشاء تزودنا ببعض التقديرات:ومن المفترض أن تتكلف هذه العملية 13 مليار يورو، لكن هناك من يقول إنها قد تصل إلى هذا الحد تصل بسهولة إلى 30 مليارًا - ناهيك عن الكم الهائل من الطاقة اللازمة لمواصلة التجارب.والأمل هو أن هذا الأخير على الأقل، من الآن فصاعدا، سوف "يكافأ" من خلال التجارب نفسها.