يعمل الباحثون منذ عقود على تطوير الاندماج النووي كبديل آمن للانشطار النووي. ومن المؤمل أن يتمكن من استغلال قوة الشمس وبالتالي إحداث ثورة في إنتاج الطاقة. وهذا من شأنه أن يجعل الفحم والغاز وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى عتيقة الطراز – ومن الممكن أيضًا أن تنخفض المساحة المطلوبة حاليًا للطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل كبير. ومع ذلك، فإن التكنولوجيا لا تزال في مهدها.
التوكاماك هو أحد مفاعلات الاندماج الأكثر شيوعًا. ويتميز بتصميم حلقي ويستخدم مجالات مغناطيسية قوية لحصر البلازما الساخنة في الفراغ وتسخينها إلى درجات حرارة عالية للغاية. الهدف من هذه المفاعلات هو إعادة خلق الظروف التي تحدث في النجوم.
يعد الاندماج النووي بمصدر لا ينضب تقريبًا من الطاقة لأنه: يعتمد على نظائر الهيدروجين مثل الديوتيريوم والتريتيوم، والتي يمكن الحصول عليها من مياه البحر. التوكاماك هي عنصر أساسي في مشروع البحث الدولي المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER). ومثل العديد من المشاريع المماثلة، يهدف المشروع إلى إظهار الجدوى الفنية والاقتصادية لطاقة الاندماج كمصدر للطاقة النظيفة والمستدامة.
وتقوم هيئة الطاقة البديلة والطاقة الذرية الفرنسية (CEA) بتشغيل أحد هذه المفاعلات، وهو بيئة ولفرام في توكاماك ذات الحالة الثابتة (WEST). وعلى مدى ست دقائق، قام باحثون من الولايات المتحدة. تهدف وزارة الطاقة (DOE) ومختبر برينستون لفيزياء البلازما (PPPL) الآن إلى تحقيق درجة حرارة بلازما تبلغ 50 مليون درجة مئوية (درجة مئوية) – مع مدخلات طاقة تبلغ 1.15 جيجا جول. وهذا يتوافق مع طاقة أكثر بنسبة 15 بالمائة وضعف الكثافة مقارنة بالسجل السابق.
وأوضح Xavier Litaudon، عالم CEA ورئيس تنسيق التحديات الدولية للعمليات طويلة الأمد (CICLOP): “نحن بحاجة إلى مصدر جديد للطاقة يجب أن يكون متاحًا بشكل مستمر ودائم”. وقال Litaudon إن عمل PPPL في WEST يعد مثالًا ممتازًا. “هذه نتائج رائعة. لقد حققنا نظام دولة مستقرًا، على الرغم من أننا في بيئة صعبة بسبب جدار التنغستن”.
استخدم الباحثون في PPPL، التي تتعاون مع WEST لبعض الوقت، طريقة جديدة لقياس الخصائص المختلفة لإشعاع البلازما. واستخدموا جهاز أشعة سينية من الشركة السويسرية DECTRIS تم تعديله خصيصًا لهذا الغرض.
وقد قامت مجموعة الأشعة السينية المسؤولة بتطوير هذه الأدوات لمركبات التوكوماك والنجوم الأخرى حول العالم، كما أكد لويس ديلجادو-أباريسيو. وهو رئيس قسم المشاريع المتقدمة في PPPL وكبير العلماء في مشروع كاشف الأشعة السينية.
تتعامل العديد من المشاريع حول العالم مع الاندماج النووي. بعض المفاهيم المستخدمة اليوم سبق أن وصفها دانر وكنوبلوك في عملهما المنشور عام 1971 لصالح معهد ماكس بلانك لفيزياء البلازما. إنهم يتبعون أساليب مختلفة، لكنهم يتجهون نحو نفس الهدف: إمدادات الطاقة المستدامة، وقبل كل شيء، آمنة. على وجه التحديد، يستخدم الباحثون ستة أنواع رئيسية من مفاعلات الاندماج:
تعمل فرق البحث باستمرار على تطوير كل هذه المشاريع. “الغرب” هو مجرد المستوى التالي من Tore Supra الأصلي. في ذلك الوقت، كان الجزء الداخلي من المفاعل مصنوعًا من بلاط الجرافيت واستخدم الكربون بدلاً من التنغستن المستخدم اليوم.
يقول ديلجادو أباريسيو: “إن بيئة جدار التنغستن أكثر تطلبًا بكثير من استخدام الكربون”. “إنه ببساطة الفرق بين محاولة اصطياد قطة صغيرة في المنزل ومحاولة مداعبة أعنف أسد.” ومع ذلك، يتمتع التنغستن بميزة أنه يحتفظ بكمية أقل من الوقود – وهي خاصية لا تنطبق بشكل خاص على المفاعلات الكبيرة.
في حين أن كسر الرقم القياسي الجديد لمدة ست دقائق لا يزال بعيدًا عن السماح للتوكاماك بالعمل بشكل مستمر، إلا أنه يعد خطوة مهمة. لأنه مع كل رقم قياسي جديد، يقترب الباحثون من هدفهم الأكبر. إذا تجاوز المفاعل عتبة واحدة، فإن العتبة التالية ليست بعيدة، وينطبق الشيء نفسه على العتبة التالية. وإذا تمكنوا من الحفاظ على الاندماج النووي لمدة 24 ساعة، فقد يصبح مصدر الطاقة في المستقبل.
المصادر: البحث الخاص؛ مختبر برينستون لفيزياء البلازما؛ “الأنواع المحتملة لمفاعلات الاندماج النووي، وفيزياء المفاعلات والمشاكل التقنية في تطويرها” (MPG.PuRe، 1971)
بقلم فيليب رال
لا يزال الكثير من الناس منزعجين من ارتفاع أسعار المواد الغذائية. لكن الآن يقوم أصحاب الخصومات ومحلات السوبر ماركت بتخفيض أسعار العديد من الأطعمة الشعبية. ويقوم الخبراء بتقييم مدى تأثير ذلك على التسوق الأسبوعي وما إذا كان هذا سيمثل نهاية التضخم.
أي شخص يدفع الكثير نقدًا يتعرض لمخاطر معينة تتعلق بالصحة والنظافة. يشير Sparkasse إلى ذلك ويحث على الحذر. لأن وسائل الدفع بأي شكل من الأشكال تكون دائمًا ملاذًا للعديد من البكتيريا والجراثيم
النص الأصلي لهذا المقال “مع “توكاماك”، قد يصبح إنتاج الطاقة بالفحم والغاز تاريخًا قريبًا” يأتي من Futurezone.de.