تحقيق رقم قياسي جديد في اندماج النووي

تحقيق رقم قياسي في درجات حرارة الاندماج 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.

ما هو الاندماج النووي وكيف يعمل؟

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.

تقنية توكاماك ودورها في الاندماج النووي

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.

أهمية الحفاظ على البلازما عالية الحرارة

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.

تفاصيل التجربة الجديدة لجهاز KSTAR

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.

تعديلات العملية لزيادة مدة الحفاظ على الحرارة

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.

الأهداف المستقبلية لجهاز KSTAR

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.

التأثيرات العالمية لتجربة KSTAR

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.

دور KSTAR في مشروع ITER الدولي

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.

إنجازات أخرى في مجال الاندماج النووي

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

تفاعل الاندماج النووي في معمل ليفرمور

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.

رقم قياسي جديد من أكسفورد في إنتاج الطاقة

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.

التحديات المستقبلية للاندماج النووي

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

الواقع الحالي للاندماج النووي وتأثيره على أزمة المناخ

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.

إمكانيات الاندماج النووي في المستقبل

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