سجل العلماء للتو رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا للبلازما المستدامة ذات درجات الحرارة العالية، باستخدام جهاز Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR)؛ حيث وصلت درجة حرارة الأيونات إلى أكثر من 100 مليون درجة مئوية لمدة 20 ثانية.
يستخدم جهاز (KSTAR)، المعروف باسم “الشمس الاصطناعية” لكوريا، المجالات المغناطيسية لتوليد واستقرار البلازما فائقة السخونة؛ بهدف نهائي هو جعل طاقة الاندماج النووي حقيقة واقعة. كما أن تكون تلك “الشمس الاصطناعية” مصدرًا محتملًا غير محدود للطاقة النظيفة التي يمكن أن تغير الطريقة التي نوفر بها الطاقة لحياتنا، إذا تمكنا من تشغيله على النحو المنشود.
قبل هذه النقطة لم يتم اختراق 100 مليون درجة لأكثر من 10 ثوانٍ؛ لذا فهو تحسن جوهري عن الجهود السابقة، حتى لو كان لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل أن نتمكن من التخلص تمامًا من مصادر الطاقة الأخرى. في هذه المرحلة تظل طاقة الاندماج النووي احتمالًا وليس يقينًا.
يقول الفيزيائي النووي “سي-وو يون”؛ مدير مركز أبحاث (KSTAR) في المعهد الكوري للطاقة الاندماجية (KFE): “إن التقنيات المطلوبة للعمليات الطويلة التي تبلغ 100 مليون درجة من البلازما هي المفتاح لتحقيق طاقة الاندماج النووي”.
ويضيف “يون”: “إن نجاح KSTAR في الحفاظ على البلازما عالية الحرارة لمدة 20 ثانية سيكون نقطة تحول مهمة في السباق لتأمين التقنيات لعملية البلازما عالية الأداء الطويلة، وهو عنصر حاسم في مفاعل الاندماج النووي التجاري في المستقبل.”.
كان مفتاح القفزة إلى 20 ثانية هو الترقية إلى أوضاع حاجز النقل الداخلي (ITB) داخل (KSTAR). هذه الأنماط غير مفهومة تمامًا من قبل العلماء، ولكنها تساعد على أبسط مستوى في استقرار تفاعلات الاندماج النووي.
يُعد (KSTAR) هو مفاعل من طراز (tokamak)، مشابه للمفاعل الذي تم إطلاقه مؤخرًا على الإنترنت في الصين؛ حيث يدمج النوى الذرية لإنشاء هذه الكميات الهائلة من الطاقة (على عكس الانشطار النووي المستخدم في محطات الطاقة، والذي يقسم النوى الذرية عن بعضها).
وعلى الرغم من أن العمل العلمي اللازم لتحقيق ذلك معقد، إلا أن التقدم كان ثابتًا؛ حيث اخترقت “الشمس الاصطناعية” لأول مرة حد 100 مليون درجة في عام 2018، وفي عام 2019 تمكنت من الحفاظ على درجة الحرارة لمدة 8 ثوانٍ. الآن تم مضاعفة ذلك.
وتستخدم أجهزة الاندماج مثل (KSTAR) نظائر الهيدروجين لإنشاء حالة البلازما؛ حيث يتم فصل الأيونات والإلكترونات، وتكون جاهزة للتسخين، وهي نفس تفاعلات الاندماج التي تحدث على الشمس، ومن هنا تم إعطاء لقب هذه المفاعلات.
حتى الآن ثبت أن الحفاظ على درجات حرارة عالية بما يكفي لتكون التكنولوجيا قابلة للتطبيق يمثل تحديًا. سيحتاج العلماء إلى تحطيم المزيد من الأرقام القياسية مثل هذا حتى يعمل الاندماج النووي كمصدر للطاقة النظيفة.
أخيرًا على الرغم من كل العمل الذي ينتظر العلماء في جعل هذه المفاعلات تنتج طاقة أكثر مما تستهلك، كان التقدم مشجعًا. وبحلول عام 2025 يريد المهندسون في (KSTAR) تجاوز علامة 100 مليون درجة لمدة 300 ثانية.
اقرأ أيضًا:
مهندسون زراعيون يستخدمون الميكروبات لتخزين الطاقة
ولمتابعة أحدث الأخبار الاقتصادية اضغط هنا