اليابان تطلق مفاعل الاندماج التجريبي المكون من ستة طوابق لأول مرة

تم افتتاح أكبر مفاعل اندماج نووي تجريبي قيد التشغيل شمال طوكيو اليوم، حيث يواصل العلماء العمل على جعل الاندماج النووي مصدرًا حيويًا للطاقة في العالم.

المفاعل JT-60SA هو توكاماك، وهو مفاعل على شكل كعكة الدونات يمكنه تسخين البلازما إلى 360 مليون درجة فهرنهايت (200 مليون درجة مئوية). تم تشغيل المفاعل للمرة الأولى في أكتوبر؛ في ذلك الوقت، قدر الباحثون التابعون للمشروع أن الأمر سيستغرق عامين حتى يتمكن المفاعل من إنتاج البلازما اللازمة للتجارب، بحسب المنشور. علوم.

وقال مفوض الطاقة بالاتحاد الأوروبي قدري سيمسون في حفل تدشين المفاعل إن JT-60SA هو “توكاماك الأكثر تقدما في العالم”. وذكرت وكالة فرانس برس. “يتمتع الاندماج النووي بالقدرة على أن يصبح مكونًا رئيسيًا لمزيج الطاقة في النصف الثاني من هذا القرن.”

ومن الواضح أن الكلمة الأساسية هنا هي “المحتملة”. الاندماج النووي هو التفاعل الذي يزود شمسنا والنجوم الأخرى بالطاقة، وعلى الرغم من أنه قادر على توليد كميات هائلة من الطاقة، إلا أن العلماء لم يجعلوا هذه العملية فعالة من حيث استهلاك الطاقة على الأرض. يُشار إلى الاندماج النووي في كثير من الأحيان على أنه الكأس المقدسة لأبحاث الطاقة، لأنه إذا تم تحقيق تفاعلات الاندماج النووي الاقتصادية فإنها ستقلل إلى حد كبير من اعتماد البشرية على الوقود الأحفوري، إذا أزالته تمامًا.

لكن قول ذلك أسهل بكثير من فعله. إن المفاعل الجديد، إلى جانب نظيره قيد الإنشاء حالياً في أوروبا، المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER)، مجرد تجارب لإثبات الجدوى التكنولوجية للاندماج النووي على نطاق واسع. من المعروف أن ITER متأخر عن الجدول الزمني ويتجاوز الميزانيةولن يثبت الجدوى الاقتصادية للاندماج. من الأفضل عدم وضع العربة أمام الحصان، ولكن لا بد من تلبية الاحتياجات الاقتصادية والتكنولوجية حتى يصبح الاندماج النووي مصدر الطاقة الذي يأمل الكثيرون أن يكون.

يمكن إجراء الاندماج النووي بطرق مختلفة، لكنه بغض النظر عن ذلك عملية أنظف بكثير من الانشطار النووي. الاندماج هو تفاعل نووي حراري يؤدي إلى اندماج نواتين ذريتين خفيفتين في نواة أثقل، مما ينتج عنه كميات هائلة من الطاقة في هذه العملية. يحدث الانشطار النووي عن طريق تقسيم ذرة كبيرة إلى جزيئات أصغر؛ فهو ينتج طاقة أقل من تفاعلات الاندماج وينتج مواد مشعة كمنتج نفايات، في حين أن الاندماج لا يفعل ذلك.

في العام الماضي، العلماء في مختبر لورانس ليفرمور الوطني حقق صافي كسب الطاقة في تفاعل الاندماجمما يعني أن التفاعل أنتج طاقة أكبر (3 ميجا جول) مما يتطلبه لتشغيل التفاعل في المقام الأول (2 ميجا جول). لقد كان إنجازًا كبيرًا، لكنه تطلب كمية هائلة من الطاقة لتشغيله (300 ميجاجول)؛ بمعنى آخر، على الرغم من الضجة المثيرة التي يسببها كل جزء من التقدم في مجال الاندماج النووي، إلا أن هناك طريقًا طويلًا أمامنا.

إن تجارب الاندماج التي تجري في JT-60SA ستخبر العلم بما سيحدث في نهاية المطاف في ITER، وهو مفاعل يمكنه استيعاب ستة أضعاف حجم شريكه الياباني. ومع ذلك، لن يستخدم JT-60SA التريتيوم – وهو نظير نادر للهيدروجين – في تفاعلاته، بينما تخطط ITER للبدء في استخدامه في عام 2035. وفقا للعلوم.

ومع ذلك، فإن JT-60SA “سيقربنا من طاقة الاندماج”، كما قال سام ديفيس، نائب رئيس مشروع المفاعل، في حفل الافتتاح. “إنها نتيجة التعاون بين أكثر من 500 عالم ومهندس وأكثر من 70 شركة في جميع أنحاء أوروبا واليابان.”

في حين أن التعاونيات الكبيرة تعمل على التوكاماك والستيلاراتور الكبيرة، فإن مشاريع مثل مشروع التعاون بين MIT-CFS تجربة سبارك يقومون ببناء مفاعلات أصغر تستخدم مغناطيسات فائقة التوصيل ذات درجة حرارة عالية. من المتوقع أن يتم الانتهاء من SPARC في عام 2025، وهو نفس العام المتوقع (حاليًا) لأول بلازما لـ ITER.

النكتة المتداولة حول الاندماج النووي القابل للتطوير هي أنه دائمًا ما يكون في الأفق، ربما بعد 30 أو 50 عامًا من الآن. إن هذا الجدول الزمني خيالي، لكنه لا يمكن أن يصبح حقيقة على الإطلاق دون بذل جهد لتحقيق هذه الغاية الآن. لذا، أهنئكم وأرفع لكم القبعة، JT-60SA. اجعل مسيرتك مثمرة.

أكثر: هل سيعمل الاندماج النووي على تزويد العالم بالطاقة؟