شركة نيوزيلندية تقترب من إنتاج طاقة الاندماج غير المحدودة

في مستودع بالعاصمة النيوزيلندية ويلينغتون، تحاول شركة ناشئة إعادة إنتاج طاقة نجم على الأرض، باستخدام نوع جديد من مفاعل الاندماج.

ما هي طاقة الاندماج؟

تهدف الشركة إلى إنتاج الاندماج النووي، وهو شكل من أشكال الطاقة النظيفة اللامحدودة تقريبًا والتي يتم إنشاؤها عن طريق رد الفعل المعاكس تمامًا للطاقة النووية الحالية في العالم.

وهذا يعني أنه بدلاً من تقسيم الذرات، فإن الاندماج النووي يجمعها معًا بنفس الطريقة التي تنتج بها الشمس الطاقة. تخلق هذه العملية تدفقًا قويًا من الطاقة والذي يمكن تحقيقه باستخدام العنصر الأكثر وفرة في الكون: الهيدروجين.

مفاعل الاندماج النووي التابع لشركة OpenStar Technologies في ويلينغتون، نيوزيلندا. الصورة: OpenStar Technologies

وفي وقت سابق من هذا الشهر، أعلنت شركة OpenStar Technologies أنها نجحت في إنتاج بلازما فائقة السخونة عند درجات حرارة تصل إلى نحو 300 ألف درجة مئوية ــ وهي خطوة كبيرة على طريق إنتاج طاقة الاندماج.

يقول راتو ماتيرا، مؤسس شركة OpenStar والرئيس التنفيذي لها: "كان إنتاج البلازما الأول لحظة مهمة حقًا"، لأنه كان بمثابة معلم أظهر أن نظام الشركة يعمل.

وأضاف أن الأمر استغرق من الشركة عامين وحوالي 10 ملايين دولار لتحقيق هذا الهدف، بهدف جعل تكنولوجيا الطاقة الاندماجية أرخص وأسرع.

تعد شركة OpenStar واحدة من الشركات الناشئة القليلة التي تعمل على دفع البحث والتطوير في مجال طاقة الاندماج، بهدف تسويق مصدر الطاقة، حتى لو لم يتم إثباته بالكامل.

وقد اجتذبت شركات الطاقة الاندماجية أكثر من 7.1 مليار دولار من التمويل، وفقًا لجمعية الصناعات الاندماجية. ومع ذلك، يحذر الخبراء من أن الطريق لا يزال طويلا ومليئا بالتحديات.

الاندماج النووي - نفس العملية التي تمد الشمس والنجوم الأخرى بالطاقة - غالبا ما يطلق عليها "الكأس المقدسة" للطاقة النظيفة: فهي لا حدود لها تقريبا، ولا تلوث البيئة، ولا تنتج نفايات مشعة خطيرة مثل تفاعلات الانشطار في محطات الطاقة النووية اليوم.

وهذه خطوة عملاقة إلى الأمام في معالجة أزمة المناخ المتصاعدة. ويمكنه توفير طاقة مستقرة ومتواصلة، دون الحاجة إلى بناء الكثير من البنية التحتية الجديدة. وهذا يعني أننا نستطيع التحول إلى الطاقة النظيفة دون إحداث أي اضطراب في حياتنا الحالية.

ومع ذلك، فإن توليد الطاقة الاندماجية على الأرض يشكل تحديًا كبيرًا للغاية.

تكنولوجيا الاندماج الجديدة

وتتضمن التكنولوجيا الأكثر شيوعاً مفاعلاً يعرف باسم توكاماك، والذي يتم شحنه بنوعين من غاز الهيدروجين ــ الديوتيريوم، الذي يوجد بسهولة في مياه البحر، والتريتيوم المستخرج من الليثيوم.

تصل درجة الحرارة داخل مفاعل توكاماك إلى 150 مليون درجة، أي 10 مرات أكثر سخونة من نواة الشمس. تحت هذه درجات الحرارة القصوى، تتصادم نظائر الهيدروجين مع بعضها البعض في البلازما، مما يؤدي إلى اندماجها وخلق كمية هائلة من الطاقة.

تساعد الملفات المغناطيسية في جهاز التوكاماك على منع البلازما من ملامسة جدران الجهاز.

لكن تقنية OpenStar هي العكس تمامًا. بدلاً من وجود البلازما داخل المغناطيس، يكون هناك مغناطيس داخل البلازما.

رسوم متحركة داخل مفاعل OpenStar. الصورة: OpenStar Technologies

يحتوي مفاعلها على مغناطيس قوي معلق داخل غرفة مفرغة من الهواء يبلغ عرضها حوالي 16 قدمًا. هذا الترتيب مستوحى من الظواهر الطبيعية مثل المجال المغناطيسي للأرض.

قدم الفيزيائي أكيرا هاسيغاوا هذا المفهوم في ثمانينيات القرن العشرين، استنادًا إلى أبحاثه حول البلازما حول كوكب المشتري. تم بناء أول آلة لتطبيق هذه المبادئ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بالتعاون مع جامعة كولومبيا، ودخلت الخدمة في عام 2004، ولكن تم إغلاقها في عام 2011.

وقال ماتيرا "إن ميزة هذا المفاعل هي القدرة على تكرار التجارب بسرعة وتحسين الأداء بسرعة كبيرة". بالمقارنة مع توكاماك، تعتبر تقنية OpenStar أبسط وأسهل في الإصلاح في حالة الفشل.

تمكنت شركة OpenStar من جمع 12 مليون دولار أمريكي وهي تستعد لجولة تمويلية أكبر، بهدف بناء نموذجين أوليين آخرين في العامين إلى الأربعة أعوام القادمة.

أصبحت طاقة الاندماج ممكنة بشكل متزايد

OpenStar هي واحدة من بين العديد من الشركات الناشئة في مجال الاندماج التي ظهرت خلال السنوات الخمس الماضية. كما تعمل دول مثل الصين والولايات المتحدة وكوريا الجنوبية على تكثيف الأبحاث وبناء مفاعلات الاندماج، وقد حققت جميعها بعض النجاح.

منشأة كوريا المتقدمة لأبحاث توكاماك الفائقة الموصلية (KSTAR)، المعروفة باسم "الشمس الاصطناعية"، في المعهد الكوري لطاقة الاندماج. الصورة: وكالة فرانس برس

وقال البروفيسور جيرالد نافراتيل من جامعة كولومبيا: "يشهد هذا المجال نمواً سريعاً لدرجة أن المستثمرين من القطاع الخاص على استعداد للاستثمار لتسريع البحث والتطوير لهذه التكنولوجيا".

تمكنت شركة Commonwealth Fusion Systems، الرائدة في تكنولوجيا التوكاماك، من جمع أكثر من 2 مليار دولار. وفي الوقت نفسه، تسعى شركات أخرى مثل OpenStar وZap Energy إلى اتباع أساليب أكثر تفردًا. تركز شركة Zap Energy على تطوير مفاعل مدمج وقابل للتطوير يستخدم نبضات كهربائية لإنشاء البلازما.

وتقدم الشركات العاملة في هذا المجال إجابات على السؤال "متى ستكون طاقة الاندماج جاهزة؟". تتنبأ شركة OpenStar بـ 6 سنوات. وتقول شركة Commonwealth Fusion أن ذلك سيحدث في أوائل عام 2030. وتستجيب شركة Zap Energy بشكل مماثل.

ومع ذلك، تقول هيئة الطاقة الذرية في المملكة المتحدة إن تسويق طاقة الاندماج لن يكون ممكناً حتى النصف الثاني من هذا القرن، وذلك بسبب التحديات العلمية والتقنية الكبيرة.

ويشير نافراتيل إلى أن الشركات الناشئة تميل في بعض الأحيان إلى "المبالغة في تقدير ما يمكنها فعله". إن الانتقال من النظرية إلى التطبيق، وخاصة بناء نظام طاقة آمن وموثوق، هو عملية معقدة بشكل لا يصدق.

ومع ذلك، يعتقد ماتيرا أن السباق لتطوير طاقة الاندماج سوف يخلق بيئة تنافسية نابضة بالحياة حيث تتعلم الشركات من بعضها البعض وتعمل معًا لتسريع التقدم.

ها ترانج (وفقا لشبكة CNN)

المصدر: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html