أول مفاعل نووي اندماجي تجاوزت حرارته درجة حرارة لب الشمس

تقول شركة خاصة في المملكة المتحدة إنها اختبرت بنجاح مفاعلها النووي النموذجي في درجات حرارة أكثر حرارة من الشمس – وتأمل أن تبدأ في توفير الطاقة في عام 2030.

كلمة توكاماك هي اختصار لعبارة روسية تعني «الغرفة الدائرية داخل المستحثات المغناطيسية». وقد تمّ اكتشاف هذه الطريقة في فترة الخمسينات من القرن الماضي بواسطة الفيزيائيين السوفيتيين: إيجور تام، و أندريه ساخاروف، وقد اعتمد فيها على الفكرة الأصلية للعالم أوليغ لافرينتييف.

تحت اسم Tokamak Energy، تقع الشركة في أوكسفوردشاير، المملكة المتحدة. يُعرف جهاز الاندماج النووي الخاص بهم بـ ST40، وهو الجهاز الثالث الذي ابتكرته الشركة حتى الآن. اليوم كشفت الشركة أن درجة حرارة البلازما وصلت 15 مليون درجة مئوية (27 مليون درجة فهرنهايت) داخل الجهاز.

وقال جوناثان كارلينج، الرئيس التنفيذي للشركة، في بيان أرسل بالبريد الإلكتروني: “إننا نتخذ خطوات مهمة نحو تحقيق طاقة الاندماج، وذلك من خلال حرصنا على مشاريعنا، مدفوعين بهدف تحقيق شيء سيكون له فوائد ضخمة في جميع أنحاء العالم”.

وتقول الشركة، التي جمعت 40 مليون دولار حتى الآن، إن نهجها الصغير هو مفتاح أهدافها. حيث حجم المفاعل ST40 حوالي حجم شاحنة، مقارنة بالمفاعلات الاندماجية الكبيرة التي نراها في أماكن أخرى، والتي تصل أحجامها إلى ملعب كرة القدم.

للوصول إلى درجات الحرارة المرتفعة، يستخدم المفاعل ST40 هو ما يعرف باسم مفاعل توكاماك، يستخدم لفائف المغناطيس عالية الطاقة للسيطرة على جوهر من البلازما الحارقة في شكل حلقي.

كان العلماء يأملون في الوصول للهدف المسبق من هذه التجربة، ألا وهو الوصول إلى درجة حرارة 100 مليون درجة كلفنية ولمدة 1000 ثانية، أي حوالي 17 دقيقة. ولكن، الوقت الذي تم الوصول إليه هو 102 ثانية، والذي كانت فيه البلازما تحت التحكم التام، يعتبر وقتًا فريدًا من نوعه.

وعلى الرغم من أن درجة الحرارة التي تم الوصول إليها هنا لا تعد الأكبر، فهناك مفاعلات تجريبية أخرى حول العالم وصلت لحرارة أكبر، لكن المميز في الأمر هو أنه لم يسبق لأي مفاعل أن ولد بلازما لهذه الفترة الطويلة نسبيًّا.

باستخدام تصميم أكثر احكاما، تدعي شركة Tokamak Energy أنها تستطيع تحقيق ضغوط أعلى للبلازما من المفاعلات الحالية الحالية. وتهدف إلى التحكم في البلازما باستخدام مغناطيسات فائقة التوصيل ذات درجة حرارة عالية، ثم البدء في إنتاج طاقة مفيدة.

تم بناء أول نموذج لها، ST25، في عام 2013. قاموا ببناء الثانية في عام 2015، ونأمل أن تصل في وقت لاحق إلى درجات حرارة 100 مليون درجة مئوية (180 مليون درجة فهرنهايت) في ST40. يأملون في عام 2025، تطوير مفاعل على نطاق صناعي، وفي عام 2030، يأملون في بدء توفير الطاقة الاندماجية على المستوى الواسع.

على مدى السنوات القليلة الماضية، كان هناك عدد من الاختراقات الاندماج النووي، مع فرق مختلفة الحفاظ على البلازما الهيدروجين والهيليوم لكميات مختلفة من الوقت. ما زلنا طريقة للخروج من مفاعلات الاندماج النووي المفيدة ، ولكن يبدو أننا نتخذ خطوات في الاتجاه الصحيح.

ترجمة: ليث حسين

المصادر: 1