متى يمكن للإندماج النووي إنارة منازلنا؟

“الاندماج النووي”.. متى يمكن لهذا الاكتشاف الضخم إنارة منازلنا؟

---

حقق علماء أميركيون تقدماً في تجارب الحصول على طاقة غير محدودة، وخالية من الكربون، عبر تفاعلات الاندماج النووي، لأول مرة.

---

ونجح علماء في مختبر “لورانس ليفرمور الوطني” الفيدرالي بولاية كاليفورنيا، في إنتاج تفاعل نووي أدى إلى زيادة صافي الطاقة، ما يعتبر “تقدماً هائلاً” في الجهود المستمرة منذ عقود لإطلاق مصدر غير محدود للطاقة النظيفة، يُمكن أن يساعد في إنهاء الاعتماد على الوقود الأحفوري.

ويعمل العلماء منذ عقود على تطوير الاندماج النووي، الذي يصفه مؤيدوه بأنه مصدر نظيف ووفير وآمن للطاقة، يمكن أن يسمح للبشرية في نهاية المطاف بإنهاء الاعتماد على الوقود الأحفوري الذي يتسبب في أزمة المناخ العالمية.

وقالت صحيفة “فاينانشيال تايمز” البريطانية إن العلماء أنتجوا أخيراً حوالي 2.5 ميجا جول من الطاقة في تفاعل اندماج نووي، أو نحو 120% من 2.1 ميجا جول استخدمها الليزر لبدء التفاعل.

ستوفر هذه النتيجة أخيراً دليلاً على المبادئ الفيزيائية التي حددها باحثو الاندماج قبل عقود. وستمثل بحسب توني رولستون، المحاضر في “جامعة كامبريدج”: “نجاحاً للعلم”.

---

كيف يُمكن استخدام الاندماج النووي لإضاءة المنازل؟

توجد طريقتان رئيسيتان لتوليد الاندماج النووي، ولكنهما تؤديان إلى نفس النتيجة. وينتج عن اندماج ذرتين كمية هائلة من الحرارة التي تُعد العامل الرئيسي لإنتاج الطاقة، ويمكن استخدام هذه الحرارة في تسخين المياه، وتوليد البخار، وتشغيل التوربينات لتوليد الطاقة، الأمر الذي يشبه إلى حد كبير كيفية توليد الانشطار للطاقة.

ويتمثل التحدي الكبير في استخدام الطاقة الناجمة عن الاندماج، في الحفاظ عليها لفترة كافية لتشغيل شبكات الكهرباء وأنظمة التدفئة في جميع أنحاء العالم.

ويُعد الإنجاز الأميركي مهماً للغاية، ولكنه لا يزال على نطاق أصغر بكثير مما هو مطلوب لتوليد طاقة كافية لتشغيل محطة طاقة واحدة.

---

ماذا يقصد بالاندماج النووي؟

يحدث الاندماج النووي، وهو عملية مُعدة من صنع الإنسان لمحاكاة نفس الطاقة التي تغذي الشمس، عندما تندمج ذرتان أو أكثر مع ذرة أكبر، وتؤدي هذه العملية إلى توليد كمية هائلة من الطاقة على شكل حرارة.

ويدرس العلماء في جميع أنحاء العالم الاندماج النووي منذ عقود، على أمل إعادة تنفيذ العملية بمصدر جديد يوفر طاقة غير محدودة وخالية من الكربون.

وتستخدم مشروعات الاندماج، بشكل أساسي، عنصري الديوتيريوم والتريتيوم، وكلاهما من نظائر الهيدروجين.

ويُمكن للديوتيريوم المتواجد في كوب ماء، مع إضافة القليل من التريتيوم، إمداد منزل بالطاقة لمدة عام، ولكن التريتيوم نظير نادر ويصعب الحصول عليه، على الرغم من إمكانية تصنيعه.

وقال جوليو فريدمان، كبير العلماء في شركة “كاربون دايركت” والخبير السابق في تكنولوجيا الطاقة لدى “لورانس ليفرمور”، لشبكة “سي ان ان” الأميركية: “على عكس الفحم، لن تحتاج سوى كمية صغيرة من الهيدروجين، وهو الشيء الأكثر وفرة في الكون. الهيدروجين موجود في الماء. لذا، فالمادة التي تولد هذه الطاقة غير محدودة بشكل كبير ونظيفة”.

---

الفرق بين الاندماج والانشطار النووي؟ 

يستخدم الانشطار النووي لتشغيل المفاعلات النووية في جميع أنحاء العالم. وكما يحدث في الاندماج، تُستخدم الحرارة الناجمة عن انقسام الذرات في توليد الطاقة.

ويحدث الاندماج عندما تندمج نواتان ذريتان خفيفتان لتكوِّنا نواة ذرية واحدة أثقل وزناً، بينما يحدث الانشطار عندما تنقسم نواة الذرة إلى نواتين أصغر أو أكثر، ويصاحب ذلك انبعاث الطاقة.

وتُعد الطاقة النووية مصدراً خالياً من الانبعاثات، ولكنها تنتج نفايات مشعة متطايرة تحتاج إلى التخزين بشكل آمن، وتحمل مخاطر تتعلق بالسلامة، وفقاً لوزارة الطاقة الأميركية.

وتوجد أيضاً الانصهارات النووية التي، رغم ندرتها، أدت عند حدوثها إلى تداعيات واسعة النطاق ومميتة، كما حدث في مفاعلي فوكوشيما وتشيرنوبل.

---

الإعلان المرتقب

وتُعد هذه المرة هي الأولى التي ينجح فيها العلماء في إنتاج تفاعل اندماج نووي أدى إلى زيادة صافي الطاقة دون وقوع انصهار، كما حدث في التجارب السابقة.

وهناك العديد من الخطوات التي يجب اتخاذها ليصبح الأمر قابلاً للتطبيق، ويتعين على العلماء إثبات قدرتهم على إنتاج طاقة أكثر من القدر الذي بدأوا به.

وقال فريدمان، من شركة “كاربون دايركت”: “إنه أمر مهم للغاية، لأنه (الاندماج) -من منظور الطاقة- لا يُمكن أن يكون مصدراً للطاقة إذا لم تحصل على طاقة أكثر من الطاقة المستخدمة فيه”.

وأضاف: “الاختراقات السابقة كانت مهمة، ولكن الأمر ليس شبيهاً بتوليد الطاقة التي يُمكن استخدامها يوماً ما على نطاق أوسع”.

---

أبرز المشروعات 

هناك مشروعات أخرى للاندماج النووي في مختلف أنحاء العالم، بما في ذلك المشروع الدولي الكبير المعروف باسم المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي “إيتر” (ITER) وهو قيد الإنشاء حالياً في فرنسا، وتتعاون فيه 35 دولة من بينها الصين، والولايات المتحدة، والاتحاد الأوروبي، وروسيا، والهند، واليابان، وكوريا الجنوبية.

بدلاً من الليزر، سيستخدم (ITER) تكنولوجيا تُعرف باسم الحصر المغناطيسي، تحتوي على كتلة دوامة من بلازما الهيدروجين الاندماجية داخل حجرة ضخمة على شكل كعكة دائرية.

---

الخطوات التالية

يحتاج العلماء والخبراء الآن إلى معرفة كيفية إنتاج المزيد من الطاقة من الاندماج النووي على نطاق أوسع بكثير، كما يحتاجون إلى معرفة كيفية تقليل تكلفة الاندماج النووي ليصبح قابلاً للاستخدام التجاري.

وقالت “سي إن إن” إن إنتاج كميات غير محدودة من الطاقة النظيفة عن طريق الاندماج سيستغرق سنوات وربما عقوداً، وإن العلماء يسابقون الزمن لمكافحة تغير المناخ.

asharq