تحقيق رقم قياسي جديد في اندماج النووي

علماء في كوريا الجنوبية أعلنوا عن تحقيق رقم قياسي جديد في مدى الوقت الذي استمروا فيه بالحفاظ على درجات حرارة تصل إلى 100 مليون درجة مئوية - سبع مرات أكثر حرارة من نواة الشمس - خلال تجربة الاندماج النووي، مما يعتبر خطوة مهمة لهذه التكنولوجيا الطاقوية المستقبلية.

يسعى الاندماج النووي إلى تكرار التفاعل الذي يجعل الشمس والنجوم الأخرى تشرق، من خلال دمج ذرتين لتحرير كميات هائلة من الطاقة. وغالباً ما يُشار إليه باسم "الكأس المقدسة" لحلول الطاقة النظيفة، يتسنى للاندماج أن يوفر طاقة لا محدودة دون تلوث كربوني يُسبب ذوباناً للكوكب. لكن إتقان العملية على الأرض يُعتبر تحدٍ كبيرٍ للغاية.

الطريقة الأكثر شيوعاً لتحقيق طاقة الاندماج تتضمن مفاعل على شكل دونات يُسمى "توكاماك" يُسخن فيه إصدارات من الهيدروجين إلى درجات حرارة مرتفعة بشكل استثنائي لإنشاء بلازما.

البلازما عالية الحرارة والكثافة، حيث يمكن للتفاعلات أن تحدث لفترات طويلة، ضرورية لمستقبل مفاعلات الاندماج النووي، وفقاً لما صرح به سي وو يون، مدير مركز بحوث KSTAR في المؤسسة الكورية للطاقة من الاندماج (KFE) التي حققت الرقم القياسي الجديد.

"لم يكن من السهل تحقيق الحفاظ على هذه الدرجات الحرارة العالية نتيجة للطبيعة غير المستقرة للبلازما ذات الدرجات الحرارة العالية"، وفقا لما قاله لشبكة CNN، ولذا فإن هذا الرقم القياسي الحالي مهم بشكل كبير.

تمكن جهاز البحث KSTAR، الذي تُشير إليه KFE على أنه "شمس اصطناعية"، من الحفاظ على بلازما بدرجات حرارة تصل إلى 100 مليون درجة لمدة 48 ثانية خلال الاختبارات بين ديسمبر 2023 وفبراير 2024، متجاوزاً الرقم القياسي السابق لمدة 30 ثانية الذي حُقق في عام 2021.

وقال العلماء في KFE إنهم نجحوا في تمديد الوقت عن طريق تعديل العملية، بما في ذلك استخدام التنجستين بدلاً من الكربون في "المبعثات" التي تستخرج الحرارة والشوائب التي تنتجها تفاعلات الاندماج.

والهدف النهائي هو أن يكون بمقدور KSTAR الحفاظ على درجات حرارة البلازما التي تصل إلى 100 مليون درجة لمدة 300 ثانية بحلول 2026، وهو "نقطة حرجة" لتكبير عمليات الاندماج، وفقاً لما صرح به سي وو يون.

ما يقوم به العلماء في كوريا الجنوبية سيخدم تطوير مفاعل الاندماج الحراري النووي الدولي في جنوب فرنسا، المعروف باسم ITER، وهو أكبر توكاماك في العالم الذي يهدف إلى إثبات إمكانية الاندماج.

عمل KSTAR "سيكون مساعداً كبيراً لتأمين الأداء المتوقع في عمليات ITER في الوقت المحدد وللتقدم في تجارة الطاقة من الاندماج"، وفقاً لما صرح به سي وو يون.

ويضاف هذا الإعلان إلى عدد من الانجازات الأخرى في مجال الاندماج النووي.

في عام 2022، قام علماء في معمل ليفرمور الوطني للطاقة (NIF) في الولايات المتحدة بإكمال تاريخي بنجاح لتفاعل الاندماج النووي الذي أنتج طاقة أكثر مما تم استخدامه لتشغيل التجربة.

وفي فبراير، أعلن علماء قرب مدينة أكسفورد الإنجليزية أنهم حققوا رقماً قياسياً في إنتاج الطاقة أكثر مما كانت عليه في تفاعل الاندماج. حيث قاموا بإنتاج 69 ميجاواط من الطاقة الناتجة عن الاندماج لمدة خمس ثوان، حوالي ما يكفي لتوليد طاقة كهربائية تكفي لتشغيل 12000 منزل لنفس الفترة من الزمن.

ولكن تبقى النقطة البعيدة للتجارة في الاندماج النووي كما يعمل العلماء على حل الصعوبات الهندسية والعلمية الصعبة.

الاندماج النووي "ليس جاهزاً بعد ولذلك فإنه لا يمكن أن يساعدنا في أزمة المناخ الآن"، وفقا لما صرحت به أنيقة خان، زميلة أبحاث في الاندماج النووي في جامعة مانشستر في المملكة المتحدة.

ومع ذلك، أضافت أنه إذا استمر التقدم، فإن الاندماج "لديه القدرة على أن يكون جزءاً من خليط الطاقة الخضراء في النصف الثاني من القرن".