Jannah Theme License is not validated, Go to the theme options page to validate the license, You need a single license for each domain name.
الشرق الأوسط

لماذا يجب على دول الشرق الأوسط أن تستمر في الاستثمار في تكنولوجيا الانشطار النووي ، على الرغم من اختراق طاقة الاندماج


لندن: لقد استغرق الأمر ثمانية عقود ، وكلف بلايين الدولارات واستهلك وظائف أجيال من الفيزيائيين.

لكن في الأسبوع الماضي ، زعم علماء في مختبر ممول من الحكومة الأمريكية في كاليفورنيا أنهم تمكنوا من حل لغز الاندماج النووي بعيد المنال ، في عملية إنتاج طاقة كافية لغلي القليل من الغلايات.

لم يكن هذا بالطبع هو الهدف النهائي للباحثين في منشأة الإشعال الوطنية البالغة 3.5 مليار دولار ، والتي بدأت العمل في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في عام 2010.

منذ افتتاحه ، كان فريق NIF يتجه نحو الهدف النهائي المتمثل في إنشاء مصدر جديد ونظيف وخالي من الطاقة – وهو طموح أصبح أكثر أهمية وأكثر إلحاحًا ، مثل خطر الاحتباس الحراري الناجم عن الاحتراق. من الوقود الأحفوري نما أكثر من أي وقت مضى.

يمتلك العالم بالفعل طاقة نووية بالطبع ، ولكن يتم إنشاؤه حاليًا من خلال عملية تُعرف باسم الانشطار ، والتي تتضمن تقسيم الذرات. تم اكتشافه في عام 1938 وتم تطويره في البداية باعتباره التكنولوجيا وراء إنشاء أول قنبلة ذرية في عام 1945.

من ناحية أخرى ، يعد تحقيق الاندماج من الناحية الفنية أصعب بكثير من الانشطار ولكنه في النهاية أكثر أمانًا وأسهل في العمل. إنه يعمل عن طريق إجبار ذرتين معًا وفي عملية القيام بذلك يطلقان الطاقة.

يقضي الاندماج على الخطر المحتمل للتفاعل المتسلسل الخارج عن السيطرة والذي يوجد مع الانشطار ، ولا توجد نفايات مشعة للتخلص منها ، ولدينا إمدادات وفيرة من المواد الخام الضرورية: الهيدروجين.

الاندماج هو أيضًا عملية نشهدها يوميًا: إنه ما يولد طاقة الشمس. ومع ذلك ، فإن تكرارها في المختبر أسهل بكثير من الكلام.

على مدار الثمانين عامًا الماضية ، كان المفاعل الاندماجي حلمًا أثبت أنه بعيد المنال لدرجة أنه لم يكن يبدو في بعض الأحيان أكثر واقعية من الاعتقاد القديم بين الكيميائيين بأن المعادن الأساسية يمكن أن تتحول إلى ذهب.


مرفق الإشعال الوطني ، وهو منشأة أبحاث اندماج الحبس بالقصور الذاتي القائمة على الليزر. (مختبر لورنس ليفرمور الوطني / وكالة الصحافة الفرنسية)

لذلك بلا شك ، فإن “لحظة الغليان” لهذا الشهر في كاليفورنيا هي أهم معلم حتى الآن ، لخصها بعبارة بسيطة: “طاقة أكبر من الداخل”. لأول مرة في التاريخ الطويل لبحوث الاندماج ، أعلنت LLNL أن إحدى التجارب أنتجت طاقة من الاندماج أكثر من تلك المستخدمة في إنشائها.

كان هذا “إنجازًا علميًا كبيرًا ، بعد عقود من التحضير ، سيمهد الطريق للتقدم في … مستقبل الطاقة النظيفة.”

وفقًا لـ LLNL ، “تجاوزت التجربة عتبة الاندماج من خلال توفير 2.05 ميغا جول من الطاقة إلى الهدف ، مما أدى إلى 3.15 ميجا جول من ناتج طاقة الاندماج ، مما يدل لأول مرة على أساس علمي أساسي لطاقة الاندماج بالقصور الذاتي ،” أو IFE.

وأشادت جينيفر إم جرانهولم ، وزيرة الطاقة الأمريكية ، بهذا الأمر ووصفته بأنه “إنجاز تاريخي للباحثين والموظفين في منشأة الإشعال الوطنية ، الذين كرسوا حياتهم المهنية لرؤية الاشتعال الاندماجي حقيقة واقعة”.

ولكن على الرغم من المبالغة ، فإن قوة الاندماج ليست تقنية “الفارس الأبيض” ، على وشك القدوم سريعًا لإنقاذ الكوكب. لسنوات ، كان من المزاح بين علماء الفيزياء النووية أن توليد الاندماج يكون دائمًا على بعد 20 إلى 30 عامًا – ووفقًا لمعظم الروايات ، ما زلنا على بعد عقدين على الأقل من هذا الواقع.

كبداية ، فإن إنجاز NIF ليس تمامًا كما قد يبدو ، وفقًا لعالم الفيزياء والمحاضر توني رولستون ، مؤسس ومدير دورة الهندسة النووية في جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة.

وقال لعرب نيوز: “على الرغم من الأخبار الإيجابية للغاية ، إلا أن هذه النتيجة لا تزال بعيدة جدًا عن كسب الطاقة الفعلي المطلوب لإنتاج الكهرباء”.

على الرغم من أن التجربة أنتجت – لجزء من الثانية فقط – 3.15 ميغا جول من طاقة الاندماج باستخدام 2.05 ميغا جول من طاقة الليزر ، “كان عليهم أن يضعوا 500 ميغا جول من الطاقة في الليزر … لذلك على الرغم من أنهم حصلوا على 3.15 ميغا جول من الطاقة ، لا يزال أقل بكثير من الطاقة التي يحتاجونها لليزر في المقام الأول ، “قال رولستون.

بعبارة أخرى ، كان إنتاج الطاقة لا يزال 0.5 في المائة فقط من المدخلات. لذلك يمكننا أن نقول أن هذه النتيجة من NIF هي نجاح للعلم – ولكن لا يزال هناك طريق طويل من توفير طاقة مفيدة وفيرة ونظيفة “.

كما اعترف الفيزيائي البريطاني أندرو ماكينون ، عضو فريق التشخيص في LLNL ، خلال مقابلة على راديو بي بي سي هذا الأسبوع: “هذا مذهل … ولكن هناك الكثير من الخطوات قبل أن نصل إلى محطة طاقة.”

NIF عبارة عن مبنى شاسع يشبه المستودعات بحجم ثلاثة ملاعب كرة قدم. يوجد بالداخل “حجرة مستهدفة” ضخمة يتم توجيه 192 شعاع ليزر إليها. هدفهم عبارة عن حاوية ذهبية صغيرة تحتوي على كبسولة بحجم حبة الفلفل بداخلها كمية صغيرة من الهيدروجين.

يقوم الليزر بتسخين الكبسولة إلى 100 مليون درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه ، يتحول الهيدروجين من غاز إلى بلازما – ما يسمى بالحالة الرابعة للمادة ، بعد الحالة الصلبة والسائلة والغازية – حيث يمكن دمج ذراته معًا ، مما يطلق الطاقة.

ولكن ، كما أوضح ماكينون ، كانت التجربة الناجحة مجرد تمرين في إثبات المفهوم ، وسيتطلب الارتقاء به إلى مستويات محطات الطاقة نهجًا مختلفًا تمامًا.


يمتلك العالم بالفعل طاقة نووية ولكن يتم إنشاؤه حاليًا من خلال عملية تعرف باسم الانشطار ، والتي تتضمن تقسيم الذرات. (أ ف ب)

قال: “إنها ليست مصممة للقيام بذلك”. “إنها مثل آلة من نوع طلقة واحدة كل أسبوعين. ستحتاج إلى معدل تكرار أعلى بكثير لتحقيق هذا النوع من النتائج ، ولكن ب 100 ضعف الطاقة و 10 مرات كل ثانية “.

تقر وزارة الطاقة الأمريكية نفسها بأنه “لا تزال هناك حاجة إلى العديد من التطورات العلمية والتكنولوجية المتقدمة لتحقيق IFE بسيطة وبأسعار معقولة لتزويد المنازل والشركات بالطاقة”. تحقيقا لهذه الغاية ، تطلق الوكالة “برنامج IFE واسع النطاق ومنسق في الولايات المتحدة” وتأمل أن “الزخم” الذي أوجده اختراق NIF سيجذب “استثمارات القطاع الخاص … لدفع التقدم السريع نحو تسويق الاندماج التجاري.”

يكاد يكون من المؤكد أن التوسع في توليد الطاقة التجارية سيتم تحقيقه من قبل واحدة أو أكثر من العديد من الشركات الناشئة الاندماجية التي تم تأسيسها في السنوات القليلة الماضية ، وفقًا للفيزيائي برافيش باتيل ، العالم السابق في LLNL الذي غادر هذا العام للانضمام إلى الولايات المتحدة. – شركة ألمانية ناشئة تركز على الطاقة كمدير علمي لها.

وقال لصحيفة عرب نيوز: “حتى الآن ، كان الاندماج دائمًا مشروعًا حكوميًا في كل مكان حول العالم”. “الشيء الكبير الذي تغير في العامين الماضيين هو الاستثمار الخاص في التكنولوجيا ، والذي يتجاوز الآن بشكل كبير استثمارات الحكومات ، وهذا هو الآن عامل تغيير كبير في قواعد اللعبة.”

وأضاف باتيل ، “فيوجن” ، في نهاية المطاف ، منتج تجاري يمكنه ، إذا نجح ، أن ينتج طاقة لتحل محل الوقود الأحفوري وأن يكون منافسًا لمصادر الطاقة الأخرى. من الواضح أن الطاقة هي أكبر سوق في العالم ، لذا يمكنها جني مبلغ ضخم من المال “.

تعمل Focused Energy في منشأتها في أوستن ، تكساس ، لإنشاء نسخة محسّنة من تقنية NIF القائمة على الليزر والمصممة لتكون قادرة على إنتاج طاقة صافية تبلغ 100 ضعف. لكن هذا أيضًا بعيد المنال.

قال باتيل: “نحن نتطلع إلى إظهار تكنولوجيا مجدية تجاريًا خلال ثلاثينيات القرن الحالي وتوصيل الكهرباء إلى الشبكة في أقرب وقت في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي”.

هذا ، بالطبع ، يعني أنه لن يكون له أي تأثير على أحدث تنبؤات الأمم المتحدة للمناخ. حتى إذا تم الالتزام بجميع تعهدات الانبعاثات الحالية ، فإن العالم لا يزال في طريقه نحو 2.5 درجة مئوية من الاحترار بحلول نهاية القرن. بالمعدلات الحالية ، ستزداد انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بحلول عام 2030 بنسبة 10.6 في المائة مقارنة بمستويات عام 2010.

هذا هو السبب ، كما قال باتيل ، “في العشرين عامًا القادمة علينا أن نفعل كل ما في وسعنا لاستخدام المزيد من الوقود غير الأحفوري ، بما في ذلك الانشطار النووي وغيرها من التقنيات الحالية ، وتكثيف استخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.”

إذا كان الكوكب قادرًا على الحفاظ على الخط في هذه الأثناء ، “فإننا نرى الاندماج باعتباره الحمل الأساسي طويل الأجل” – الطلب الأساسي على أي شبكة كهرباء – “نأمل بحلول عام 2040 ، لا محالة بحلول خمسينيات وستينيات القرن العشرين ، ثم لعدة قرون حتى اتى.”

تستثمر كل من الإمارات العربية المتحدة والمملكة العربية السعودية بكثافة في تقنية الانشطار النووي الحالية. في الإمارات العربية المتحدة ، تعمل محطة براكة للطاقة النووية بالفعل وستوفر في النهاية 25 بالمائة من طاقة الدولة.

وقال باتيل إن مثل هذه الاستثمارات حكيمة ، لأن التكنولوجيا النووية الحالية عنصر حيوي في مزيج الطاقة الحالي وستكون ضرورية لسد الفجوة في العقود المقبلة.

إلى جانب ذلك ، قال جوناثان كوب ، مدير الاتصالات الأول في الرابطة النووية العالمية ، في حين أن “الاندماج قد يساهم في النهاية في إيجاد طرق أفضل لتلبية احتياجات الطاقة العالمية ، فهو ليس بديلاً مباشرًا للانشطار لمجرد أن كلاهما نووي ، أي أكثر من الطاقة الشمسية. بديل مباشر للرياح فقط لأن كلاهما من مصادر الطاقة المتجددة “.

وأضاف: “نأمل أن يجد الاندماج مكانه في مزيج الطاقة النظيفة ، وسيحدد المستقبل حجم دوره”.


يعد الاندماج من الناحية الفنية أصعب بكثير من تحقيقه من الانشطار ولكنه في النهاية أكثر أمانًا وأسهل في العمل معه. (أ ف ب)

بعد التجربة الناجحة في NIF ، هل يجب على دول مثل المملكة العربية السعودية أن تستثمر الآن في الاندماج وكذلك الانشطار؟

قال كوب: “يمكن أن يلعب الاندماج النووي دورًا مهمًا في تلبية احتياجات الطاقة العالمية في وقت ما في النصف الثاني من القرن الحادي والعشرين”. “لكن نجاحها غير مؤكد على الإطلاق ، ونحن بحاجة إلى الانتقال إلى مزيج عالمي للطاقة النظيفة في وقت أقرب بكثير.”

من ناحية أخرى ، قال إن الانشطار النووي “تقنية مجربة تزود 10 في المائة من كهرباء العالم اليوم ، مع العديد من التقنيات المتقدمة الجاهزة للنشر التجاري”.

قد يكون الاندماج أحد مجالات البحث التي ترغب السعودية في الاستثمار فيها. ولكن ينبغي أيضًا تسريع نشر الانشطار النووي ، إلى جانب تقنيات الطاقة النظيفة الأخرى ، وإلا فإننا سنواجه آثارًا عالمية خطيرة لتغير المناخ قبل أن يتم نشر أول محطة لتوليد الطاقة الاندماجية على الإطلاق “.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى