خَبَرَيْن logo

طاقة الاندماج النووي تقترب من الواقع الأمريكي

تسعى شركة Commonwealth Fusion Systems لتقديم طاقة الاندماج النووي إلى الشبكة الأمريكية. مع تقدم مشروع التوكاماك بنسبة 75%، قد نكون على مشارف ثورة في الطاقة النظيفة. اكتشف كيف يمكن لهذا الابتكار تغيير مستقبل الطاقة! خَبَرَيْن.

رسم توضيحي لجهاز التوكاماك، يوضح تصميمه الدائري وعناصره الأساسية للتحكم في البلازما، في إطار جهود شركة Commonwealth Fusion Systems لإنتاج طاقة الاندماج النووي.
رسم توضيحي لجهاز التوكاماك قيد الإنشاء في حرم أنظمة الاندماج في الكومنولث في ديفنز، ماساتشوستس، الولايات المتحدة، بتاريخ 6 نوفمبر 2024. كاساندرا كلوس/بلومبرغ/صور غيتي.
التصنيف:علوم
شارك الخبر:
FacebookTwitterLinkedInEmail

شركة Commonwealth Fusion Systems، ومقرّها ولاية ماساتشوستس، خطت هذا الأسبوع خطوةً جديدة في سباقها لتكون الأولى التي تُوصّل طاقة الاندماج النووي الطاقة ذاتها التي تُشعل الشمس والنجوم إلى شبكة الكهرباء الأمريكية.

تبني الشركة حالياً جهازاً على شكل دونات يُعرف بـ التوكاماك (Tokamak)، وهو غرفةٌ يُضخّ فيها البلازما عند درجة حرارة تبلغ 100 مليون درجة مئوية لتحطيم الذرّات وإجبارها على الاندماج. هذا التفاعل النووي يُولّد طاقةً حرارية بالطريقة ذاتها التي تعمل بها الشمس، وهو نقيضٌ تامّ للطاقة النووية التقليدية القائمة على الانشطار الذي يُفكّك الذرّات. والاندماج النووي قد يكون المفتاح لطاقةٍ شبه لا محدودة، دون نفاياتٍ نووية ودون غازات دفيئة تُسهم في الاحترار العالمي. والوقود المستخدم وفيرٌ في الطبيعة؛ إذ يُستخلص من الديوتيريوم (Deuterium) الموجود في مياه البحر، والتريتيوم (Tritium) المُستخرَج من الليثيوم.

التوكاماك التجريبي الذي تبنيه الشركة في ماساتشوستس اكتمل بنسبة 75%، ومن المقرّر أن يدخل الخدمة في أواخر العام المقبل. وإن نجح في تحقيق صافي الطاقة أي إنتاج طاقةٍ أكثر ممّا يستهلكه تشغيله فإنّ الخطوة التالية ستكون إنشاء محطّة توليد بالاندماج النووي بقدرة 400 ميغاواط في ولاية فيرجينيا، أعلنت الشركة يوم الثلاثاء أنّها ستحمل اسم Fall Line Fusion Power Station.

إن تحقّق هذا الهدف، فسيكون إنجازاً تاريخياً طال انتظاره عقوداً. وقد أحرز العلماء في أوروبا والولايات المتحدة سلسلةً من الاختراقات في مجال الاندماج النووي خلال السنوات الأخيرة، أثبتت أنّ تحقيق صافي طاقة موجبة أمرٌ ممكن فعلاً.

التحدّي الكبير الذي لا يزال قائماً هو الحفاظ على استمرارية التفاعل لفترةٍ كافية لتغذية شبكات الكهرباء وأنظمة التدفئة حول العالم. يرى بعض الخبراء أنّ ذلك لا يزال بعيداً بسنواتٍ طويلة، غير أنّ Bob Mumgaard، الرئيس التنفيذي لـ Commonwealth Fusion، وآخرين يعتقدون أنّ الجدول الزمني قد يكون أقصر ممّا يُتوقَّع.

بناء أوّل محطّة اندماج نووي بحجمها الكامل يعني أيضاً أنّ Commonwealth هي أوّل شركة تتّخذ خطواتٍ فعلية لإيصال هذا النوع من التوليد إلى الشبكة الكهربائية الأمريكية. وأعلنت الشركة يوم الثلاثاء أنّها تقدّمت بطلبٍ إلى PJM، أكبر مشغّل لشبكات الكهرباء في الولايات المتحدة، للربط بالشبكة التي تنقل الكهرباء من محطّات التوليد إلى المنازل والمنشآت التجارية. وستستغرق عملية الموافقة سنواتٍ عدة، وتستهدف الشركة إيصال طاقتها إلى الشبكة في ثلاثينيات هذا القرن.

يقول Mumgaard: "حتى لو بدا الاندماج النووي بعيداً، فإنّ جدوله الزمني لا يختلف كثيراً عن غيره من مصادر الطاقة التي يتحدّث عنها الناس." فعلى سبيل المثال، تجاوزت أوقات انتظار تصنيع توربينات الغاز المستخدمة في محطّات الغاز خمس سنوات، بسبب الطلب الهائل الذي يملأ أوامر التصنيع.

تظهر الصورة عاملاً في منشأة شركة Commonwealth Fusion Systems، حيث يتم بناء جهاز التوكاماك لتوليد طاقة الاندماج النووي.
Loading image...
يعمل العمال على تجميع مغناطيسات الحقل الدائري في حرم شركة كومنولث للاندماج في ديفنز، ماساتشوستس، في 6 نوفمبر 2024. تأتي قناعة الشركة المتزايدة بأن الاندماج أصبح في متناول اليد بعد عقود من البحث، في الوقت الذي يكملون فيه المغناطيسات التي ستكون حاسمة لاحتواء البلازما شديدة السخونة اللازمة لتوليد الطاقة.

ويُقرّ الرئيس التنفيذي بأنّ تحوّل الاندماج النووي إلى واقعٍ ملموس لا يزال غير مضمون، وأنّ المشروع في مرحلة "التطوير الفعّال".

ويضيف: "معظم التقنيات المؤثّرة تنتقل من المستحيل إلى الحتمي بسرعةٍ كبيرة. انظر إلى ما يجري الآن؛ ما يُبنى في الأرض، وأين يتّجه أذكى الناس، وأين يتدفّق المال."

على الرغم من الطابع المستقبلي لهذا المصدر، فإنّ ربط محطّة الاندماج النووي بالشبكة لا يختلف جوهرياً عن ربط أيّ نوعٍ آخر من محطّات التوليد، سواءٌ أكانت نووية تقليدية أم فحمية أم متجدّدة هكذا يقول Rob Gramlich، الرئيس التنفيذي لشركة الاستشارات Grid Strategies LLC. فمحطّة بقدرة 400 ميغاواط "ليست كبيرةً بالمقارنة مع غيرها على الشبكة"، وطاقتها مماثلة لمحطّة غاز، وأصغر من مفاعلات الانشطار النووي ومعظم محطّات الفحم. وتوليد الكهرباء فيها يسير على المنوال ذاته: الماء الساخن يُنتج البخار الذي يُدير التوربينات التي تُولّد الكهرباء. الفارق الوحيد هو الطريقة التي يُسخَّن بها الماء.

يقول Gramlich: "لا أعتقد أنّ هناك أيّ تعقيداتٍ استثنائية. لا أرى سبباً يمنع الشبكة من استيعابها."

ويُضيف أنّ الكميات الصغيرة من الوقود التي تحتاجها المحطّات النووية الصغيرة سواءٌ بالانشطار أو الاندماج تمنحها ميزةً تنافسية، إذ يسهل إنشاؤها في مناطق أكثر كثافةً سكانية وأقرب إلى البنية التحتية القائمة للشبكة.

"تستطيع وضعها قرب مراكز الاستهلاك، قرب مراكز البيانات، وأحياناً أقرب إلى حيث يعيش الناس"، يقول Gramlich. "إن لم تكن لديك مساحاتٌ شاسعة كتلك الموجودة في غرب تكساس، يمكنك تركيز قدرٍ كبير من الطاقة في مساحةٍ صغيرة."

وأشار Mumgaard إلى أنّ معظم أسئلة PJM حتى الآن تمحورت حول كمية الوقود التي ستحتاجها المحطّة في الموقع، ومقدار الطاقة والوقت اللازم لتشغيلها، ومدى انتظام إنتاجها.

تستغرق عملية الموافقة مع PJM ما بين 4 و 6 سنوات. ويقول Mumgaard إنّ شركته كانت على تواصلٍ مع PJM منذ سنتين قبل تقديم الطلب الرسمي.

تظهر الصورة مجموعة من المهندسين في موقع بناء جهاز التوكاماك التابع لشركة Commonwealth Fusion Systems، الذي يهدف لتوليد طاقة الاندماج النووي.
Loading image...
يعمل العمال على تجميع إطار سيحتضن نظام عرض توكاماك لشركة كومنولث فيوجن في حرم الشركة في ديفنز، ماساتشوستس، الولايات المتحدة، في 6 نوفمبر 2024. يتم عرض نموذج بالحجم الطبيعي للجهاز على الجدار البعيد.

المتحدّث باسم PJM لم يُعلّق مباشرةً على طلب Commonwealth، لكنّه أعرب عن "حماسٍ" للتنوّع في مصادر الطاقة المتقدّمة بطلبات الربط بالشبكة.

الطاقة التي ستُنتجها محطّة فيرجينيا وجدت مشترَيْن بالفعل: شركة Google وشركة الطاقة الإيطالية Eni. وهذا يعني أنّ تكاليف إنشاء المحطّة وربطها بالشبكة لن تنعكس على فواتير المستهلكين العاديين والشركات الصغيرة. قال Mumgaard:"كان ذلك مهمّاً للغاية؛ محطّةٌ من نوعها الأوّل، لا تريد أن يتحمّل المستهلكون العاديون تبعاتها".

أخبار ذات صلة

Loading...
جزيرة زافودوفسكي البركانية النائية في المحيط الجنوبي، تظهر تأثيرات الاحترار العالمي على بيئة البطاريق.

هذه الجزيرة كانت موطنًا لأكبر مستعمرة للبطريق على الكواكب، لماذا فقدت هذا اللقب للتو؟

في جزيرة زافودوفسكي النائية، تراجع عدد بطريق الحنجرة السوداء بنسبة 63% منذ 2011 بسبب الاحترار العالمي وتأثيره على الغذاء. اكتشف التفاصيل المذهلة واستكشف تأثير التغير المناخي على الحياة البرية الآن.
علوم
Loading...
نقوش فرعونية في معبد أبيدوس تظهر ملوكاً وخدمًا، تعكس ممارسات دفن الخدم وتضحية الخدم في مصر القديمة.

المصريون القدماء كانوا يضحّون بالخدم عند وفاة الملوك

كشف تحليل جنائي حديث في أبيدوس عن إصابات قاتلة في جماجم خدم الملوك المصريين القدماء، مما يدعم فرضية التضحية البشرية. اكتشف أسرار دفن الملوك واستمر في القراءة لتعرف التفاصيل!
علوم
Loading...
كوكب محتمل من الجيل الثاني يتشكل من رماد نجم ميت قرب قزم أبيض HS 0209+0832 مع غبار وغازات تحيط به في الفضاء.

علماء الفلك يكتشفون احتمال ولادة كوكب من رماد نجوم ميتة

هل يمكن أن يولد كوكب جديد من رماد نجم ميت؟ رصد فريق فلكي أدلة كيميائية وضوئية على قزم أبيض قد يشير لتشكّل كوكب من الجيل الثاني. اكتشف المزيد عن هذا الاكتشاف الثوري الآن!
علوم
Loading...
خط تتبع توضيحي لتلسكوب Swift الفضائي أثناء اقترابه من الغلاف الجوي للأرض ضمن مهمة إنقاذ فاشلة لشركة Katalyst.

مرصد ناسا التاريخي قد يسقط على الأرض بعد فشل محاولة الإنقاذ

مرصد Swift الفضائي يقترب من سقوطه بعد فشل محاولة إنقاذ غير مسبوقة، لكن هل يشكل حطامه خطرًا على الأرض؟ اكتشف التفاصيل والتقنيات المستقبلية التي ستغير مستقبل الفضاء في مقالنا الكامل.
علوم
الرئيسيةأخبارسياسةأعمالرياضةالعالمتكنولوجيااقتصادصحةتسلية