EN
حققت الولايات المتحدة الأمريكية اختراق غير مسبوق علميًا في مجال هام جدًا وهو مجال الاندماج النووي والذي من شأنه ان يحدث ثورة كبيرة في إنتاجية الطاقة على كوكب الأرض، حسبما أعلن علماء أمريكيون مساء الاثنين.
وبحسب ما ذكرته صحيفة “ديلي ميل” البريطانية، أوضح مختبر «لورانس ليفرمور» الوطني، التابع لوزارة الطاقة الأميركية، في تغريدة، أنّ تجربة أجراها الأسبوع الماضي، «أنتجت من خلال الاندماج النووي كمية أكبر من الطاقة» المستخدمة في أجهزة الليزر لبدء التفاعل.
ووصفت وزارة الطاقة الأميركية بدء الاشتعال الاندماجي بأنه «اختراق علمي كبير» من شأنه أن يؤدي إلى تحقيق «تطور في مجالات الدفاع الوطني ومستقبل الطاقة النظيفة».
واعتبر مدير مختبر «لورانس ليفرمور»، كيم بوديل، أن الاندماج النووي «أحد أهم التحديات العلمية التي واجهتها الإنسانية على الإطلاق».
مستقبل الطاقة النظيفة
وأضاف أن "هذا إعلان استغرق عقودا كي يتم" وأن " هذه الانفراجة ستغير مستقبل الطاقة النظيفة والدفاع القومي الأمريكي إلى الأبد".
ويمثل الاختراق نقطة تحول على طريق تطوير مورد جديد للطاقة، يمكن ربما يوماً ما، أن يولد الكهرباء بكميات هائلة بطريقة مستدامة وآمنة.
واعتبر مدير مختبر لورانس ليفرمور كيم بوديل الاندماج النووي بأنه "أحد أهم التحديات العلمية التي واجهتها الإنسانية على الإطلاق".
وسعى علماء الفيزياء منذ خمسينيات القرن الماضي إلى تسخير تفاعل الاندماج الذي يمدّ الشمس بالطاقة، لكنهم واجهوا صعوبات في إنتاج كهرباء من التفاعل تتجاوز الطاقة المستعمَلة، وتُعرف هذه العملية بـ"كسب صافٍ في الطاقة"، والتي من شأنها أن تُثبت قدرة التجربة على توفير بديل موثوق للوقود الأحفوري والطاقة النووية التقليدية.
وقطع العلماء الأميركيون شوطًا مهمًا نحو هدف إنتاج كهرباء لا تنضب دون بصمة كربونية، من خلال تحقيق كسب صافٍ للطاقة من تفاعل الاندماج لأول مرة.
وخلال هذه العملية، تُطلَق نحو 192 حزمة من الليزر في فجوة مفرغة، لتسخينها وتكوين البلازما، بحيث تُنتزع الإلكترونات.
بعد ذلك، تستهدف الأشعة السينية الناتجة من تأثير الليزر في الفجوة المفرغة إلى تفجير كبسولة الوقود الموجودة في مركزها، والتي تحتوي على الديوتيريوم والتريتيوم، ومن ثم حدوث اندماج.
وفي حالة انتشار الحرارة المثالية بسرعة كافية، من الممكن أن يتجاوز إنتاج الكهرباء الطاقة المستعمَلة لتسخين البلازما.
وعلى الرغم من أن العديد من العلماء يعتقدون أن محطات توليد الكهرباء الاندماجية ما تزال على بعد عقود، فإنه من الصعب تجاهل إمكانات تقنيات الاندماج النووي، وخاصة أن تفاعل الاندماج لا ينتُج عنه أيّ كربون أو نفايات مشعّة طويلة الأمد.
يأتي النجاح العلمي في وقت يعاني فيه العالم من ارتفاع أسعار الطاقة وضرورة التخلص من حرق الوقود الأحفوري لمنع ارتفاع درجات الحرارة العالمية إلى مستويات خطيرة.
ومن خلال قانون خفض التضخم، تضخ إدارة الرئيس الأميركي جو بايدن قرابة 370 مليار دولار لدعم مصادر الطاقة الجديدة منخفضة الكربون في محاولة لخفض الانبعاثات، وتخطط للفوز بسباق عالمي لتطوير الجيل التالي من التقنيات النظيفة.
ووفقًا لنتائج التجربة، أنتج تفاعل الاندماج قرابة 2.5 ميغاجول من الطاقة، ويمثّل ذلك قرابة 120% من كمية الطاقة المستعمَلة في الليزر البالغة 2.1 ميغاجول.
لى مدى العقود العديدة الماضية، خصصت الولايات المتحدة وروسيا ودول أوروبية مليارات الدولارات الحكومية لتطوير الاندماج النووي.
وتركّز أغلب أبحاث تفاعل الاندماج على نهج مختلف يُعرف بـ"الاندماج بالاحتواء المغناطيسي"، وتعتمد على الاحتفاظ بوقود الهيدروجين في مكانه بوساطة مغناطيس قوي، ويُسخَّن إلى درجات حرارة عالية بحيث تنصهر النوى الذرّية.
وموّل القطاع العامّ المختبرات الكبرى، مثل المفاعل النووي المشترك توروس بأكسفورد، ولكن التقنية بدأت تجذب استثمارات الشركات الخاصة، والتي وعدت بتوليد الكهرباء من الاندماج بحلول عام 2030.
وأوضحت الوزير الأمريكية، أن هذه التقنية لن تكون جاهزة للاستخدام قبل مرور عقد من الزمان، مضيفة: نحن فقط في البداية، إذا تمكنا من تطوير طاقة الاندماج، فيمكننا استخدامها لإنتاج الكهرباء النظيفة، ووقود النقل، والطاقة، والصناعات الثقيلة، وغير ذلك الكثير.
وذكر المختبر الأمريكي، أنه ما تزال هناك حاجة إلى العديد من التطورات العلمية والتكنولوجية المتقدمة لتحقيق ذلك بشكل بسيط وبأسعار معقولة لتزويد المنازل والشركات بالطاقة.
وقال بوديل، في المؤتمر الصحفي: "هناك عقبات كبيرة للغاية، ليس فقط في العلوم ولكن في التكنولوجيا"، فيما ذكرت الوزيرة، أن "بضعة عقود من البحث حول التقنيات الأساسية يمكن أن تضعنا في وضع يسمح لنا ببناء محطة طاقة".
وتوجد مشاريع أخرى للاندماج النووي قيد التطوير في مناطق مختلفة من العالم، بما في ذلك المشروع الدولي الكبير المعروف باسم ITER والذي هو قيد الإنشاء حاليًا في فرنسا.
وبدلا من الليزر، سيستخدم مشروع ITER تقنية تُعرف باسم الحبس المغناطيسي، تحتوي على كتلة دوامة من اندماج بلازما الهيدروجين داخل حجرة ضخمة على شكل كعكة دائرية.
