مختبر فيزياء البلازما في برينستون (PPPL) اكتشف نموذجًا مبتكرًا للوصول إلى الاندماج النووي، مما يحسن بشكل كبير كفاءة الطاقة لهذه العملية. هذا النموذج الجديد لا يعكس فقط ترتيب العمليات التقليدية، بل يمكن أن يؤدي إلى تقليل الحاجة إلى مدخلات الطاقة للوصول إلى حالة الاشتعال.
تغيير في طرق الاندماج
في عمليات الاندماج التقليدية، يتم ضغط البلازما أولاً للحصول على كثافة أعلى، ثم يتم تسخينها إلى درجات حرارة عالية للغاية. لكن النتائج الجديدة من PPPL تظهر أن عكس هذا الترتيب يمكن أن يتطلب طاقة أقل للوصول إلى الاشتعال. يُقال إن الاشتعال هو الحالة التي ينتج فيها تجربة الاندماج طاقة أكثر مما تستهلك. حتى الآن، كانت هذه أكبر وأصعب تحدٍ في الوصول إلى الاندماج، وهي عملية تغذي شمسنا على الأرض.
اقرأ المزيد: انخفاض بأكثر من ٤% في إنتاج الطاقة الشمسية في الهند في تموز وآب
تم تسجيل أول نجاح في الوصول إلى الاشتعال في عام ٢٠٢٢ في مختبر لورنس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا. على الرغم من أن هذا النجاح قد تم تكراره وحدثت نماذج أخرى من الاشتعال، إلا أن هذا المجال لا يزال بعيدًا عن إنتاج طاقة صافية كافية للاستخدام العملي والتجاري.
تحديات جديدة في الاندماج
تشير أبحاث PPPL أيضًا إلى تحديات جديدة في عملية الاندماج. وجد الباحثون أن إضافة كمية صغيرة من عنصر التنجستن إلى البلازما يمكن أن تضاعف الضغط اللازم للوصول إلى الاشتعال، مما قد يسبب مشاكل خطيرة في الكفاءة والاستقرار. هذه النتيجة مهمة بشكل خاص للعديد من التجارب الجديدة في الاندماج التي تستخدم التنجستن في تصميم المفاعلات.
تستخدم العديد من آلات الاندماج من الجيل التالي التنجستن كجدران داخلية، لأن هذا المعدن يمكن أن يتحمل درجات حرارة عالية جدًا. ومع ذلك، إذا دخلت حتى كمية صغيرة من هذا التنجستن إلى البلازما، فإن الوصول إلى الاندماج يصبح أكثر صعوبة بشكل ملحوظ وقد يجعل التجربة غير مستقرة. يمكن أن يساعد تحديد هذه المخاطر الآن في تجنب هدر الطاقة والتكاليف في المستقبل.
الخبر الجيد هو أن المفاعلات القائمة على التنجستن لا تحتاج إلى التخلص منها، ويكفي فقط تغطيتها بمواد مثل الليثيوم السائل لمنع تلوث البلازما. جوناثان منارد، فيزيائي في PPPL، أعلن: "بينما نحتاج إلى مزيد من الأبحاث، نحن سعداء بهذه النتائج، وهي تقترح مسارًا واضحًا للأبحاث المستقبلية في هذا المجال."
عصر جديد من الاستثمار في الاندماج
مجال الاندماج النووي نشط حاليًا مع دخول مستثمرين جدد وزيادة المنافسة. تُعرف أسماء التكنولوجيا الكبيرة مثل بيل غيتس وسام ألتمان كداعمين ماليين ومدافعين عن البحث في مجال الاندماج النووي. وقد صرح ألتمان بأن العالم ليس لديه ما يكفي من الطاقة لدعم نمو قطاع التكنولوجيا، وأن الوصول إلى الاندماج هو حل رئيسي لهذه التحديات.
مع التقدم السريع وزيادة الاستثمارات، من المتوقع أن يقترب الاندماج كمصدر للطاقة النظيفة تقريبًا وغير المحدودة قريبًا من الواقع، مما يحل العديد من مشاكل الطاقة العالمية بسرعة.
اقرأ المزيد: بيجمان أوميدمقدمي اعتبر حوكمة البيانات مفتاح التحول الرقمي في صناعة النفط · وزارة الدفاع الأمريكية وقعت عقد توفير الطاقة الشمسية الفضائية مع Overview Energy
