اختراع مُفاعل نووي درجة حرارته 3 أضعاف حرارة الشمس

تمكن المهندسون الصينيون من إنتاج مفاعل نووي يحتوي على غاز الهيدروجين تبلغ درجة حرارته ثلاث أمثال حرارة أشعة الشمس، ويؤكد فريق المهندسين أن هذا المفاعل قادر على الاحتفاظ بـ 50 مليون درجة مئوية خلال 102 ثانية. الأمر الذي قد يجعل عملية اختراق الاندماج النووي وانصهار الأرض حقيقة واقعية في يوم ما.

 
وتستخدم ألمانيا في المقابل 2 ميغاوات من أشعة الميكروويف لرفع درجة حرارة غاز الهيدروجين إلى 80 مليون درجة مئوية. حسبما نشرته بعض الصحف الأحد. ويتم هذا الانصهار النووي باستخدام نوعين من ذرات الهيدروجين هما "الديوتيريوم والتريتيوم"، على أن يتم حقن هذه الغازات في وعاء مغلق.
 
ويضيف أحد العلماء أن تلك الطاقة تزيل الإلكترونات من الذرات ثم تشكل ما يسمى بلازما أيون والذي يطلق كميات هائلة من الطاقة النووية. مشيرًا إلى أنه إذا تم الاهتمام بهذه النوعية من الطاقة واتقانها فإن ذلك قد يوفر مصدر لا ينتهي من الطاقة بل وربما يحل أزمة الطاقة العالمية.
 
وأجريت التجربة الصينية خلال الأسبوع الماضي على مفاعل الاندماج المغناطيسي في معهد العلوم الفيزيائية في إقليم جيانجسو الصيني، وفقاً لتقرير صادر عن صحيفة "ساوث تشاينا مورنينج بوست". ويطلق عليها اسم التجربة الموصلية المتقدمة توكاماك، حيث يقوم المفاعل برفع درجة حرارة غاز الهيدروجين إلى حوالى 50 مليون درجة مئوية، وذلك إذا ما قورنت بأشعة الشمس التي تصل درجة حرارتها إلى ما يقرب من 15 مليون درجة مئوية.
 
واستطاع الباحثون الألمان من الحصول على درجة حرارة أعلى، وتعد هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها الاحتفاظ بدرجة حرارة المفاعل لأكثر من 90 ثانية. وتستند التجربة الموصلية المتقدمة على تصميم توكاماك، حيث جربها علماء الفيزياء السوفيتيين عام 1950، وتعتبر هذه التجربة سهلة نسبيًا للتجريب ولكن من الصعب للغاية العمل بها.

 
ويعد توكاماك عبارة عن غرفة معدنية مجوفة على شكل أنبوبة حلقية ملتوية تأخذ شكل الرقم ثمانية. ويتم تسخين السائل الخاص بها على درجة حرارة تزيد عن 150 مليون درجة مئوية وفى شكل بلازما ملتهبة، بحيث يتم استخدام حقول مغناطيسية قوية للحفاظ على هذه البلازما بعيداً عن الجدران. ويتم إنتاجها من خلال لفائف فائقة التوصيل محيطة بالوعاء إلى جانب تيار كهربائي مدفوع من خلال البلازما. والمشكلة أن السيطرة على غاز الهيدروجين في مثل هذه الحالة الملتهبة صعب، إلا أن معظم أجهزة توكاماك هي فقط القادرة على القيام بذلك لمدة أقل من نصف دقيقة.
 
وتوصل العلماء الصينيون إلى هذا المفاعل في معهد العلوم الفيزيائية باستخدام عدد من التحديات الهندسية، وفقًا لصحيفة "ساوث تشاينا مورنينغ بوست". وتشتمل السيطرة التي يقوم بها توكاماك السيطرة على الاتساق بين المغناطيس والتقاط أفضل الجزيئات ذات الطاقة العالية والحرارة التي تفلت من أي نظام أخر. وكان يهدف هؤلاء العلماء إلى الوصول إلى 100 مليون كلفن لأكثر من 1000 ثانية أي ما يقرب من 17 دقيقة.
 
وأشار العلماء إلى أن الأمر ربما يستغرق بضعة عقود على تكون تلك التجربة قادرة على جعل انصهار المفاعل النووي حقيقة واقعية، إلا أنه يمكن أن تحل محلها مفاعلات الانشطار النووي التقليدية. وتعتبر هذه التجربة جزء من الجهد العالمي لتسخير الاندماج النووي لخدمة البشرية، حيث تعد هذه العملية عبارة عن انضمام جزيئات في درجات حرارة عالية للغاية مما يجعلها تطلق كميات كبيرة من الطاقة.

 
وأكمل العلماء الألمان أخر تجربة على الطريق لاستغلال طاقة الاندماج النووي. كما بدأت أعمال البناء في جنوب فرنسا على المفاعل الاختباري النووي الحراري الدولي، وهو مفاعل أبحاث دولي ضخم يستخدم تيار كهربائي قوي ويختص بالاندماج والانصهار النووي ومشاريعه الهندسية، والتي تقوم حاليًا ببناء أكبر مفاعل انصهار في العالم التجريبي "توكاماك النووي" في منشأة كاداراش في جنوب فرنسا . ويهدف المشروع ايتر لتحقيق الانتقال الذي طال انتظاره من الدراسات التجريبية لفيزياء البلازما إلى محطات طاقة الاندماج النووي بغرض إنتاج الكهرباء على نطاق واسع.