علماء أمريكيون يعلنون عن انفراج في طاقة الاندماج النووي لتوليد كهرباء خالية من الكربون

من المقرر أن يعلن علماء أمريكيون عن انفراج في طاقة الاندماج النووي في خطوة قد تكون خطوة في يوم من الأيام لتسخير العملية التي تحرق الشمس لتوليد كهرباء خالية من الكربون في الوقت الذي يكافح فيه العالم مشكلة تغير المناخ.

وقالت وزارة الطاقة الأمريكية، إنها ستصدر هذا الإعلان في الساعة 10 صباحًا بالتوقيت الشرقي (1500 بتوقيت جرينتش).  هذا التقدم قام به علماء في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا ، والذي يركز على الأمن القومي والأسلحة النووية.

ما هي طاقة الاندماج؟

يحدث الاندماج عندما يتم تسخين ذرتين خفيفتين، مثل الهيدروجين، إلى درجات حرارة قصوى تبلغ 100 مليون درجة مئوية (180 مليون فهرنهايت) في ذرة واحدة أثقل ، مما يؤدي إلى إطلاق كميات كبيرة من الطاقة، يختلف عن الانشطار ، حيث يقوم المفاعل بإطلاق نيوترون إلى ذرة من اليورانيوم ، وينقسم إلى ذرتين أصغر.

ماذا حقق العلماء؟

باستخدام التكنولوجيا المتقدمة، بما في ذلك واحدة من أكبر الليزرات في العالم ، ركز العلماء في لورانس ليفرمور الحزم على نظير الهيدروجين أصغر من حبة البازلاء ، مما أدى إلى تفاعل اندماجي ولّد للحظة المزيد من الطاقة التي استغرقتها للبدء.

قال العلماء خارج المختبر إنه إذا كانت النتائج الأولية دقيقة، فإنها تمثل تقدمًا في العمل الذي كان مستمرًا منذ عقود ، لكن هذا الاندماج لم يقترب بعد من إنتاج طاقة على نطاق تجاري.

قال توني رولستون، خبير الطاقة النووية بجامعة كامبريدج، إن التجربة تبدو ناجحة لأن إنتاج الطاقة الناتج عن التفاعل كان أكثر من الطاقة التي تم توصيلها إلى الهدف من الليزر. لكن ناتج التجربة من الطاقة كان 0.5٪ فقط من الكمية الهائلة من الطاقة اللازمة لإطلاق الليزر.

قال رولستون: “سيكون الهدف الهندسي للاندماج هو استعادة الكثير من الطاقة المستخدمة في العملية والحصول على مكاسب طاقة مضاعفة الطاقة التي تدخل في الليزر”.

هل سيساعد الاندماج على مكافحة تغير المناخ؟

يحتمل. إلى جانب تكثيف الطاقة بشكل كبير من تفاعلات الاندماج ، يحتاج العلماء إلى إنتاجها عدة مرات في الثانية على أساس ثابت.

توسيع نطاق هذه العملية لتصل إلى محطة للطاقة، وبناء محطات كبيرة بما يكفي لتغطية جزء كبير من الطلب المتزايد على الكهرباء في العالم، سوف يتطلب جهودًا هائلة تتطلب مواد وأرضًا ولوائح واضحة للصناعة، قد يكون السياسيون الذين يدعمون الوقود والبنية التحتية الحالية مقاومة للتغيير السريع.

يقول العلماء وخبراء البيئة، إنه مع تطور البحث عن طاقة الاندماج على مدى عقد أو ربما لفترة أطول بكثير، يجب على البلدان مواصلة التحركات العدوانية في طاقة الرياح والطاقة الشمسية ، وتخزين الطاقة ، بما في ذلك البطاريات ، والجيل القادم من الطاقة الانشطارية والبدائل الأخرى لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. .

من المزايا الكبيرة للانصهار أنه ينتج على الأرجح القليل من النفايات المشعة مقارنة بالانشطار.

ما هي أنواع الطاقة الانصهار الأخرى التي يتم تطويرها؟

جمعت الشركات الخاصة حوالي 5 مليارات دولار من المستثمرين ، من الأفراد إلى شركات النفط ، والتمويل العام ، وفقًا لجمعية Fusion Industry Association . تهدف ثماني شركات ، بما في ذلك Focused Energy و First Light Fusion ، إلى استخدام الليزر لبدء تفاعلات الاندماج.

تهدف حوالي 15 شركة ، بما في ذلك Commonwealth Fusion Systems و TAE Technologies ، إلى استخدام مغناطيس قوي لحصر وقود الاندماج في شكل بلازما ، وهي الحالة الرابعة للمادة التي تحتوي على جزيئات مشحونة. تحاول حوالي 10 شركات طرقًا أخرى ، بما في ذلك مزيج من المغناطيس والليزر.