طاقة غير محدودة: معهد MIT يحقق رقماً قياسياً جديداً في الاندماج النووي

تحقيق الاندماج النووي المستقر

قبل 50 عاماً من الآن تمكنّا من تشغيل مفاعلات الانشطار النووي بنجاح والسيطرة على تقنياتها، في حين بقي تسخير طاقة الشمس عبر الاندماج النووي المستقر، أمراً مستعصياً علينا.

يتطلب تحقيق الاندماج النووي المستقر بلوغ ثلاثية المتغيرات: كثافة جسيمات البلاسما، وزمن احتجازها، ودرجة حرارتها، نقطة (تعادل) محددة ثلاثية الإحداثيات من القيم (تسمى "الجداء الثلاثي") تحافظ على استمرار التفاعل.

ينبغي أن تكون درجة حرارة البلازما مرتفعة جداً (أكثر من 30 مليون درجة مئوية)، ويتطلب بقاءها مستقرة تحت ضغط شديد، بينما تبقى ضمن حجم ثابت. يشكل ضبط ضغط البلازما الجانب الأكبر من التحدي.

والآن، وبفضل العلماء العاملين على مفاعل الاندماج Alcator C-Mod المبني وفق النمط "توكاماك" في معهد MIT، نقترب خطوة جديدة من السيطرة على هذه التقنية.

نجح فريق العمل في تسجيل رقم قياسي من ضغط البلازما داخل المفاعل، حيث تجاوز 2 جو (2 بار تقريباً) من الضغط لأول مرة، مع درجة حرارة تجاوزت 35 مليون درجة مئوية. وقد تحقق هذا الرقم القياسي خلال التشغيل الأخير للمفاعلAlcator C-Mod، الذي يستعد للتقاعد بعد 23 عاماً من الخدمة.

يقول النائب السابق لمدير مختبر برينستون لفيزياء البلازما، ديل ميد، إن إنجازات برنامج المفاعل Alcator C-Mod تقربنا خطوة جديدة من امتلاك مفاعل اندماج ناجح.

يقول ميد، بحسب أخبار MIT: "إن الرقم القياسي الذي تم تحقيقه من ضغط البلازما، يثبت صحة مقاربة الحقل المغناطيسي عالي الشدة، كطريق واعدة للوصول إلى طاقة اندماج عملية".

المفاعل النووي Alcator C-Mod - الذي يتضمن تصميماً داخلياً يذكرنا بأحد الممرات داخل مركبة الفضاء ميللينيوم فالكون من فيلم حرب النجوم "ستار وورز" - هو المفاعل المدمج الوحيد، الذي يستخدم حقلاً مغناطيسياً عالي الشدة لتحقيق الاندماج والذي بني وفق النمط "توكماك" من المفاعلات (اللفظ الروسي لعبارة "حجرة حلقية"). حيث يحتجز هذا النوع من المفاعلات جسيمات بلازما يتم تسخينها إلى درجات حرارة فائقة الارتفاع، ضمن حجرة مصممة على شكل كعكة الدونات المحلاة.

طاقة أكثر نظافة

يعتبر الاندماج النووي المرشح الرئيسي لإنتاج طاقة نظيفة غير محدودة من حيث المبدأ، آمنة، وخالية من الكربون. خلافاً لمفاعلات الانشطار النووي التي تنتج نفايات مشعة، تعتبر الطاقة النوويةالناتجة عن الاندماج قابلة للتجديد، وخالية من التلوث تقريباً. وتبقى كيفية تطبيقها لتوليد الطاقة مثاراً للبحث.

تم عرض البحث الذي حطم الرقم القياسي في 17 أكتوبر الجاري، في مؤتمر طاقةالاندماج الذي تقيمه الوكالة الدوليةللطاقة الذرية في كيوتو، اليابان، من قبل إيرل مرمر، كبير علماء البحث، ومدير المفاعل Alcator. كما أن الفريق سيقوم بمناقشة نتائجهم خلال إحدى جلسات "اسألني ما تشاء" التابعة لموقع الانترنت "ريديك" (الذي يعد تجمعاً للأخبار الاجتماعية، وتصنيف محتوى الويب، والنقاشات) في 20 أكتوبر الجاري، الساعة 13:00 بتوقيت شرق الولايات المتحدة.