تقنية تفاعل الاندماج النووي بالليزر القوي.. هل تولد الكهرباء قريبًا؟ (تقرير)
تاريخ النشر: 20th, September 2024 GMT
اقرأ في هذا المقال
تقنية الاندماج النووي تختلف عن الانشطار في المحطات النووية الحالية الولايات المتحدة أجرت تجارب سرّية على الاندماج النووي في الثمانينيات شركة أميركية ناشئة تجرّب عمليات الاندماج النووي عبر أجهزة ليزر ضخمة أول مفاعل اندماج نووي قد يتصل بشبكة الكهرباء منتصف ثلاثينيات القرن الحالي إذا نجحت التجارب يمكن توليد كهرباء بكميات ضخمة ستغير مسار البشريةيحاول العلماء استغلال تقنية تفاعل الاندماج النووي لتوليد كميات وفيرة من الكهرباء النظيفة والرخيصة، دون انبعاث ضارة، بما يحقق أمن الطاقة والحياد الكربوني في العالم.
وتختلف تقنية الاندماج النووي، القائمة على دمج نواتَي هيدروجين معًا، عن عمليات الانشطار في محطات الطاقة النووية الحالية، والتي عادةً ما ينتج عنها نفايات مشعّة يصعب التخلص الآمن منها، بينما يمكن لتقنية الاندماج إنتاج كميات هائلة من الطاقة دون نفايات، بحسب دراسات حديثة اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
وأجرت الولايات المتحدة أبحاثًا سرّية حول الأسلحة النووية في أعماق صحراء نيفادا خلال ثمانينيات القرن الـ20، من بينها تجارب لمعرفة ما إذا كان تفاعل الاندماج النووي -وهو مصدر طاقة الشمس- يمكن أن يحدث على الأرض في بيئة محكومة.
وكان من المعروف على نطاق واسع بين الفيزيائيين أن نتائج التجارب كانت واعدة، رغم أنها سرّية، ما جعل مرفق الإشعال الوطني (إن آي إف NIF) في كاليفورنيا يستعمل أشعة ليزر قوية لتحفيز تفاعل الاندماج النووي.
وأنشأت الحكومة الأميركية هذا المرفق في كاليفورنيا في أواخر القرن الـ20، بعد إجراء تلك التجارب السرّية، لمعرفة مدى قدرة الليزر على إشعال كريات الوقود النووي لتحفيز التفاعلات الاندماجية.
تفاعل الاندماج النووي لأول مرةاستغرق العلماء وقتًا أطول بكثير مما كان متوقعًا، فبعد أكثر من عقد من العمل، حققوا تقدمًا كبيرًا بأواخر عام 2022، وأجروا أول تجربة تفاعل اندماج نووي محكومة لإنتاج طاقة تفوقت على طاقة الليزر القوي، بحسب تقرير نشره موقع BBC.
وجذبت التقنية انتباه اثنين من طلاب الدراسات العليا الشباب العاملين في مختبر لوس ألاموس الوطني في أواخر العقد الأول من القرن الـ21، وهما كونر جالواي، وألكسندر فاليس، المهتمين بتقنية تفاعل الاندماج النووي.
وأنشأت الحكومة الأميركية مختبر لوس ألاموس، الذي يقع بالقرب من مدينة سانتا فيه، بولاية نيو مكسيكو، في الأصل عام 1943، موقعًا سريًا للغاية لتطوير الأسلحة النووية الأولى، وبات الآن منشأة بحث وتطوير تابعة للحكومة.
ويعتقد جالاوي وفاليس أن أشعة الليزر الأكثر قوة ستساعد على تحفيز تفاعل الاندماج النووي بصورة فعالة، ما قد يمكّنها من توليد كميات ضخمة من الكهرباء للشبكة الوطنية، ما دفعهما لتأسيس شركة إكسايمر Xcimer لتطوير هذه الأبحاث، ومقرّها مدينة دنفر، بولاية كولورادو.
رغم أن مرفق الإشعال الوطني في كاليفورنيا قد اكتفي بالليزر الذي يمكنه ضخ 2 ميغاجول من الطاقة، فقد خطط جالاوي وفاليس لتجربة أجهزة الليزر التي يمكنها إنتاج ما يصل إلى 20 ميغاجول من الطاقة، كما جاء في تقارير بحثية تابعتها منصة الطاقة المتخصصة.
ويعتقد هذان الباحثان أن الليزر الذي يمكنه ضخ 10 إلى 12 ميغاجول هو الملائم لمحطة توليد تجارية، إذ ستسمح أشعة الليزر الأكثر قوة لشركة إكسايمر باستعمال كبسولات وقود أكبر وأبسط من التي استعملها المرفق لإتقان عملية تفاعل الاندماج النووي.
طرق الاندماج النووي العلميةشاركت شركة إكسايمر عشرات المؤسسات حول العالم، التي تحاول بناء مفاعل اندماج نووي فعال، وقدّمت لها مساعدات من خلال طريقتين رئيستين، الأولى بتحطيم كريات الوقود بالليزر ضمن فئة اندماج الاحتواء بالقصور الذاتي، والأخرى معروفة باسم الاندماج بالاحتواء المغناطيسي.
ويُعرف اندماج الاحتواء بالقصور الذاتي في الفيزياء (Inertial confinement fusion) بأنه تحفيز عملية الاندماج النووي برفع درجة حرارة كريات الوقود، التي تتكون من مخلوط من الديوتيريوم والتريتيوم، وضغطها بدرجة عالية جدًا.
أمّا الاندماج بالاحتواء المغناطيسي (Magnetic confinement fusion)، فيعتمد على توليد الطاقة باستعمال حقل مغناطيسي قوي لاحتواء وقود الاندماج، الذي يحدث في درجات حرارة مرتفعة جدًا على شكل بلازما.
شكوك في عملية الاندماج النووييتساءل العلماء عن كيفية استخراج الحرارة المتولدة في أثناء تفاعل الاندماج النووي، للاستفادة منها في أداء أنشطة اقتصادية، مثل تشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء.
ويعبّر البروفيسور إيان لوي من جامعة جريفيث بأستراليا، بأنه لم يرَ حتى الآن شرحًا مقنعًا لكيفية إدارة عملية سحب الطاقة، مع الحفاظ على استمرار تفاعل الاندماج النووي، رغم أنه أمضى حياته المهنية الطويلة يعمل في أبحاث وسياسات الطاقة.
ويدعم البروفيسور لوي تطوير تقنية تفاعل الاندماج النووي، غير أنه يجادل فقط بأن المفاعلات من هذا النوع لن تُنشأ بالسرعة الكافية للمساعدة في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ومعالجة تغير المناخ، وربما لن تكون متاحة على المستوى التجاري قبل 2050.
الاندماج النووي يحلل الفولاذيعتقد الباحث الأسترالي أن تفاعلات الاندماج تنتج جزيئات عالية الطاقة تؤدي إلى تحلّل الفولاذ، أو أيّ مادة أخرى تبطّن قلب المفاعل، غير أن العاملين بصناعة تفاعل الاندماج النووي يشعرون أنه يمكن التغلب علي هذه الصعوبات، لكنهم لا ينكرون التحديات الهندسية.
تخطط شركة إكسايمر لتجربة الليزر لمدة عامين، قبل بناء غرفة تتحمل استهداف كريات الوقود، بينما ستكون المرحلة الأخيرة إنشاء المفاعل، الذي يأملون أن يتصل بشبكة الكهرباء في منتصف ثلاثينيات القرن الحالي.
ولتمويل المرحلة الأولى من عمل الشركة، جمعت إكسايمر 100 مليون دولار، لبناء منشأة في دنفر، ونموذج أولي لنظام الليزر، غير أن هناك حاجة أيضًا إلى مئات الملايين من الدولارات الإضافية لبناء مفاعل يتحمل عملية تفاعل الاندماج النووي.
وإذا نجحت التجارب، فإن حلم الحصول على كهرباء رخيصة وخالية من الكربون بكميات ضخمة سيكون قريب المنال، وربما يغير مسار تقدم البشرية على حدّ قول فاليس، أحد مؤسسي الشركة.
موضوعات متعلقة ..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link مرتبط
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: من الطاقة
إقرأ أيضاً:
توجيه رئاسي بشأن خدمات تحسين الكهرباء بالمحافظات
كتب - محمود مصطفى أبوطالب:
اجتمع الرئيس عبد الفتاح السيسي، اليوم، بمدينة العلمين، مع الدكتور مصطفى مدبولي رئيس مجلس الوزراء، والمهندس محمود عصمت وزير الكهرباء والطاقة المُتجددة.
وصرح المُتحدث الرسمي باِسم رئاسة الجمهورية بأن الاجتماع تناول تطورات تنفيذ خطة عمل وزارة الكهرباء والطاقة المتجددة، وبشكل خاص فيما يتعلق بمزيج الطاقة واستخدام الطاقة المتجددة وبطاريات التخزين، وجهود رفع جودة وكفاءة الطاقة وترشيدها والتشغيل الاقتصادي لمحطات الكهرباء بما يحقق وفرا في الوقود، وكذا جهود تحسين الشبكة القومية للكهرباء عن طريق مشروعات الربط الكهربائي وتدعيم شبكة نقل الكهرباء لدمج قدرات جديدة، ورفع كفاءة شبكات توزيع الكهرباء وتخفيض الفقد.
وفي هذا السياق، استعرض وزير الكهرباء والطاقة المتجددة الإجراءات التي تمت من جانب الوزارة لتحسين الخدمات التي تقدمها، بما في ذلك التنسيق مع وزارة البترول لتلبية الإحتياجات من الغاز والوقود لتشغيل محطات الكهرباء، والمتابعة الدورية لتنفيذ برامج صيانة وتشغيل محطات الكهرباء، والعمل على التصدي لحالات سرقة الكهرباء وخفض الفقد في شبكة الكهرباء، وإدخال قدرات جديدة تبلغ حوالي ٢٠٠٠ ميجاوات من الطاقة المتجددة باستثمارات تبلغ حوالي ٢،٣ مليار دولار.
وأضاف السفير محمد الشناوي، المُتحدث الرسمي، أن الاجتماع تناول كذلك جهود توطين الصناعة لمهمات الكهرباء والطاقة الجديدة والمتجددة، بما في ذلك التنسيق مع كبرى الشركات الأجنبية التي تعمل في مجال تصنيع بطاريات التخزين وتوربينات الرياح لتوطين تلك الصناعات في مصر.
واستعرض وزير الكهرباء والطاقة المتجددة موقف تدعيم الشبكة القومية للكهرباء لإستيعاب قدرات الطاقة المتجددة، مشيراً في هذا الصدد الى أن القدرات المركبة في الوقت الحالي من الطاقة المتجددة تشمل قدرات من طاقة الرياح، وقدرات من الطاقة الشمسية وقدرات من المصادر المائية، بإجمالي قدرات تبلغ ٨٠٣١ ميجاوات. وفي ذات الإطار، تم استعراض تقدير لقدرات الطاقة المتجددة في عام ٢٠٣٠ وفقاً لإستراتيجية الطاقة المتكاملة والمستدامة، كما تم استعراض بيان بقدرات الطاقة المتجددة (شمسي/ رياح) المتوقع دخولها على شبكة كهرباء مصر بحلول شهر يونيو ٢٠٢٨.
وذكر المُتحدث الرسمي أن الاجتماع تناول كذلك جهود رفع كفاءة الطاقة في محطات التوليد، والوفر الذي تحقق نتيجة تغيير نمط التشغيل، وكذا تطورات الموقف التنفيذي لمشروع المحطة النووية في الضبعة، ومشروع الربط الكهربائي المصري السعودي بقدرة ٣٠٠٠ ميجاوات باستثمارات تبلغ حوالي ١،٨ مليار دولار، والجهود المبذولة لتنفيذ مشروع الربط الكهربائي المصري اليوناني.
وأشار المتحدث الرسمي إلى أن السيد الرئيس أكد على ضرورة تكثيف الجهود الحكومية لجذب الاستثمارات لقطاع الطاقة المتجددة، والعمل على استدامة الإمدادات للشبكة القومية للكهرباء والقطاعات الصناعية والخدمية، وتكثيف العمل بالمشروعات الجاري تنفيذها لرفع كفاءة منظومة الطاقة.
كما وجه بمُواصلة جهود تحسين خدمات الكهرباء للاستخدامات المختلفة في جميع المحافظات، وكذا العمل على تحسين قدرة الشبكة القومية على إستيعاب زيادة الاستهلاك المُتوقعة من خلال التحديث المُستمر لمحطات التوليد وشبكات النقل والتوزيع ومراكز التحكم، وتعزيز كفاءة الإستفادة من الطاقة الجديدة والمُتجددة، مشدداً على ضرورة السعي الجاد لتوطين الصناعات المُرتبطة بمشروعات الطاقة المُتجددة.
لمعرفة حالة الطقس الآن اضغط هنا
لمعرفة أسعار العملات لحظة بلحظة اضغط هنا
توجيه رئاسي بشأن خدمات تحسين الكهرباء السيسي الرئيس السيسي عبد الفتاح السيسي الرئيس عبد الفتاح السيسي الدكتور مصطفى مدبولي تحسين الكهرباء بالمحافظاتتابع صفحتنا على أخبار جوجل
تابع صفحتنا على فيسبوك
تابع صفحتنا على يوتيوب
فيديو قد يعجبك:
الأخبار المتعلقةإعلان
الثانوية العامة
المزيدأخبار رياضية
المزيدإعلان
توجيه رئاسي بشأن خدمات تحسين الكهرباء بالمحافظات
روابط سريعة
أخبار اقتصاد رياضة لايف ستايل أخبار البنوك فنون سيارات إسلامياتعن مصراوي
اتصل بنا احجز اعلانك سياسة الخصوصيةمواقعنا الأخرى
©جميع الحقوق محفوظة لدى شركة جيميناي ميديا
القاهرة - مصر
36 23 الرطوبة: 29% الرياح: شمال شرق المزيد أخبار أخبار الرئيسية أخبار مصر أخبار العرب والعالم حوادث المحافظات أخبار التعليم مقالات فيديوهات إخبارية أخبار BBC وظائف اقتصاد أسعار الذهب الثانوية العامة فيديوهات تعليمية رياضة رياضة الرئيسية مواعيد ونتائج المباريات رياضة محلية كرة نسائية مصراوي ستوري رياضة عربية وعالمية فانتازي لايف ستايل لايف ستايل الرئيسية علاقات الموضة و الجمال مطبخ مصراوي نصائح طبية الحمل والأمومة الرجل سفر وسياحة أخبار البنوك فنون وثقافة فنون الرئيسية فيديوهات فنية موسيقى مسرح وتليفزيون سينما زووم أجنبي حكايات الناس ملفات Cross Media مؤشر مصراوي منوعات عقارات فيديوهات صور وفيديوهات الرئيسية مصراوي TV صور وألبومات فيديوهات إخبارية صور وفيديوهات سيارات صور وفيديوهات فنية صور وفيديوهات رياضية صور وفيديوهات منوعات صور وفيديوهات إسلامية صور وفيديوهات وصفات سيارات سيارات رئيسية أخبار السيارات ألبوم صور فيديوهات سيارات سباقات نصائح علوم وتكنولوجيا تبرعات إسلاميات إسلاميات رئيسية ليطمئن قلبك فتاوى مقالات السيرة النبوية القرآن الكريم أخرى قصص وعبر فيديوهات إسلامية مواقيت الصلاة أرشيف مصراوي إتصل بنا سياسة الخصوصية إحجز إعلانك