الاندماج النووي.. كما الشمس: طاقة نظيفة لا تنضب
2022.12.27
معن حيدر- فينكس:
يقول الخبر: ((تمكّن علماء المختبر الحكومي لورنس ليفرمور في ولاية كاليفورنيا من تحقيق اختراق كبير في استخراج طاقة نظيفة لا تنضب، عن طريق الاندماج النووي، مقلّدين ما يحدث بالشمس ذات الطاقة المتجدّدة بلا توقّف منذ مليارات السنين)). انتهى الاقتباس.
-جاء ذلك في إطار السعي المحموم منْ قِبل علماء الغرب لإنتاج طاقة نظيفة مستدامة، بعد أن أصبح التغيّر المناخي أمراً واقعاً، وبلغ من السوء حداً يكاد أن يصبح لا رجعة فيه، بسبب الاحتباس الحراري الناجم عن انبعاث الغازات الناتجة عن حرق الوقود.
-الاندماج هو العملية التي تتّحد فيها نواتان خفيفتان معاً.
- أمّا الانشطار فهو العملية التي تنقسم فيه نواة ثقيلة وغير مستقرّة إلى نواتين أخف.
-كلّ من الانشطار والاندماج عبارة عن تفاعلات نووية تُنتج الطاقة، لكن بطريقتين مختلفتين.
-وكلاهما يعتمد على معادلة أينشتاين التي تقول في جزئيتها أنّه يمكن تحويل الكتلة (المادة) إلى طاقة نقيّة.
وفق المعادلة: (E=mc²): الطاقة تساوي الكتلة مضروبة في مربع سرعة الضوء
-وبالتالي: مقابل كل كيلوغرام واحد من الكتلة التي تتحول إلى طاقة، نحصل على ما يعادل: 21 ميغا طن من مادة تي إن تي.
++تعمل محطات الطاقة النووية المولِّدة للكهرباء بطريقة الانشطار النووي، حيث يصطدم نيوترون بذرّة يورانيوم ويقسمها، وتنطلق كمية كبيرة من الطاقة على شكل حرارة وإشعاع.
تُستخدم الحرارة لتوليد الكهرباء، من خلال تسخين الماء وتحويله إلى بخار.
-فمحطات الطاقة النووية لا تستخدم الوقود وبالتالي لا تسبّب الاحتباس الحراري.
++في عملية الاندماج، تتّحد نواتان ذريتان من نظائر الهيدروجين، مثل الديوتيريوم D والتريتيومT لتكوين نواة نيوترون وهليوم، مع إطلاق طاقة تسخّر لتوليد الكهرباء.
-تُعرف الأجهزة المصمَّمة لإنتاج هذه الطاقة باسم مفاعلات الاندماج.
++في الصورة رسم توضيحي لتفاعل اندماج الديوتيريوم (D) والتريتيوم (T)، والذي يُنتج نواة الهيليوم (أو جسيم ألفا) ونيوترون عالي الطاقة.
++في عشرينيات القرن الماضي اقترح عالم الفيزياء الفلكية البريطاني آرثر إدينجتون أنّ النجوم تستمد طاقتها من اندماج الهيدروجين في الهيليوم. وهذا وضع الأساس للفيزياء الفلكية النظرية الحديثة.
-في قلب الشمس والنجوم، يحدث الاندماج النووي عند درجات حرارة تبلغ حوالي 10 مليون درجة مئوية وضغط جاذبية هائل.
-على الأرض، يجب أن تكون درجات الحرارة لإنتاج الاندماج أعلى من 100 مليون درجة مئوية، في ظل ضغط الجاذبية أقل بكثير.
ما يمثّل تحديًا كبيرًا في إنتاج تصميم ناجح لمفاعل اندماج.
++كمصدر للطاقة، يوجد للاندماج النووي العديد من المزايا مقارنة بالانشطار:
إمدادات غير محدودة من الطاقة منخفضة الكربون ومنخفضة الإشعاع، وكميات صغيرة جدًا من النفايات المشعة قصيرة العمر، وزيادة الأمان.
++منذ خمسينيات القرن الماضي اشتغل العلماء على تجارب لإنتاج طاقة من الاندماج النووي
-كانت أولى تلك التجارب في مختبر في الاتحاد السوفيتي، حيث اقترح العالمان أندريه ساخاروف وإيجور تام تصميم نوع من أجهزة الاندماج بالحصر المغناطيسي (توكاماك). ولكنّ التجارب توقّفتْ فيما بعد.
-يقول علماء أوروبيون إنهم حققوا تقدمًا كبيرًا في سعيهم لتطوير اندماج نووي عملي، في مختبر JET ومقره المملكة المتحدة وفي منشأة ITER في جنوب فرنسا.
في عام 2021 أنتجت التجارب في المختبر JET طاقة تكفي لغلي حوالي 60 غلاية من الماء فقط.
++أما في التجربة موضوع حديثنا والتي عنها أُعلن عنها في الولايات المتحدة مؤخّراً، فقد أُنتجت كمية أكبر من الطاقة، تعتبر مبشِّرة كما قال أحد العلماء: (هي تماثل تمامًا تجربة الطيران التي قام بها الأخوين رايت في عام 1903).
وبالتالي فمن المتوقّع أنْ يصبح الاندماج النووي مزوِّداً موثوقاً للطاقة في النصف الثاني من هذا القرن.
وعندها سيتمّ التخلص من الوقود الأحفوري (البترول) في نهاية الأمر.
وختاماً: في سعيها لتسيّد العالم
هناك دول تستخدم العلم للفائدة و... للدمار
وهناك دول تستخدمه للدمار... فقط
مثل الصواريخ فرط الصوتية والغوّاصات النووية التي تدمّر لندن بدقائق وتمسح ثلث أوروبا عن الأرض، كما يقولون.