شركة نيوزيلندية تقترب من 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 غير المحدودة تقريبًا والتي يتم إنشاؤها من خلال رد الفعل المعاكس تمامًا للطاقة النووية الحالية في العالم .

هذا يعني أنه بدلاً من انشطار الذرات، يجمعها الاندماج النووي بنفس الطريقة التي تُنتج بها الشمس الطاقة. هذا يُولّد دفعة قوية من الطاقة، بفضل استخدام أكثر العناصر وفرةً في الكون: الهيدروجين.

مفاعل الاندماج النووي لشركة أوبن ستار تكنولوجيز في ويلينغتون، نيوزيلندا. الصورة: أوبن ستار تكنولوجيز

وفي وقت سابق من هذا الشهر، أعلنت شركة OpenStar Technologies أنها نجحت في إنشاء بلازما فائقة السخونة عند حوالي 300 ألف درجة مئوية - وهي خطوة كبيرة على الطريق لإنتاج طاقة الاندماج.

قال راتو ماتيرا، مؤسس شركة OpenStar والرئيس التنفيذي لها، "إن إنتاج البلازما لأول مرة كان بمثابة لحظة مهمة حقًا"، لأنها كانت علامة على نجاح نظام الشركة.

وأضاف أن الأمر استغرق من الشركة عامين ونحو 10 ملايين دولار لتحقيق ذلك، بهدف جعل تكنولوجيا طاقة الاندماج أرخص وأسرع.

تعد شركة OpenStar واحدة من عدد قليل من الشركات الناشئة التي تعمل على دفع البحث والتطوير في مجال طاقة الاندماج، بهدف تسويقها تجاريًا، حتى لو لم يتم إثباتها بالكامل بعد.

استقطبت شركات طاقة الاندماج النووي تمويلًا تجاوز 7.1 مليار دولار، وفقًا لجمعية صناعات الاندماج النووي. لكن الخبراء يحذّرون من أن الطريق لا يزال طويلًا ومليئًا بالتحديات.

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

تُعدّ هذه نقلة نوعية في مواجهة أزمة المناخ المتفاقمة. فهي تُتيح توفير طاقة موثوقة ومتواصلة دون الحاجة إلى بناء بنى تحتية ضخمة. هذا يعني أنه يُمكننا التحول إلى الطاقة النظيفة دون التأثير سلبًا على نمط حياتنا الحالي.

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

تكنولوجيا الاندماج الجديدة

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

تصل درجات الحرارة داخل مفاعل التوكاماك إلى 150 مليون درجة، أي أعلى بعشر مرات من نواة الشمس. في ظل هذه الدرجات العالية من الحرارة، تصطدم نظائر الهيدروجين في البلازما، مما يؤدي إلى اندماجها وتوليد كمية هائلة من الطاقة.

تساعد ملفات المجال المغناطيسي في جهاز توكاماك على منع البلازما من ملامسة جدران الجهاز.

أما تقنية OpenStar، فهي عكس ذلك تمامًا. فبدلاً من وجود بلازما داخل مغناطيس، تحتوي على مغناطيسات داخل البلازما.

رسوم متحركة داخل مفاعل OpenStar. الصورة: OpenStar Technologies

يحتوي مفاعلها على مغناطيس قوي معلق داخل حجرة مفرغة عرضها حوالي 16 قدمًا. استُوحي هذا التصميم من ظواهر طبيعية مثل المجال المغناطيسي للأرض.

ابتكر الفيزيائي أكيرا هاسيغاوا هذا المفهوم في ثمانينيات القرن الماضي، استنادًا إلى أبحاثه حول البلازما حول كوكب المشتري. بُني أول جهاز يُطبّق هذه المبادئ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بالتعاون مع جامعة كولومبيا، وبدأ تشغيله عام ٢٠٠٤، ولكنه أُغلق عام ٢٠١١.

قال ماتيرا: "ميزة هذا المفاعل هي قدرته على التكرار بسرعة وتحسين الأداء بسرعة كبيرة". مقارنةً بمفاعل توكاماك، تُعد تقنية أوبن ستار أبسط وأسهل إصلاحًا في حال حدوث أي عطل.

تمكنت شركة OpenStar من جمع 12 مليون دولار أمريكي وتستعد لجولة تمويل أكبر، بهدف بناء نموذجين أوليين آخرين خلال العامين إلى الأربعة أعوام القادمة.

أصبحت طاقة الاندماج ممكنة بشكل متزايد

أوبن ستار ليست سوى واحدة من بين العديد من الشركات الناشئة في مجال الاندماج النووي التي ظهرت خلال السنوات الخمس الماضية. كما تُمضي دول مثل الصين والولايات المتحدة وكوريا الجنوبية قُدمًا في أبحاث وبناء مفاعلات الاندماج النووي، وقد حققت جميعها نجاحًا يُذكر.

منشأة أبحاث توكاماك فائقة التوصيل الكورية المتقدمة (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".

جمعت شركة كومنولث فيوجن سيستمز، الرائدة في تكنولوجيا التوكاماك، أكثر من ملياري دولار. في الوقت نفسه، تسعى شركات أخرى مثل أوبن ستار وزاب إنرجي إلى اتباع أساليب أكثر تميزًا. تُركز زاب إنرجي على تطوير مفاعل صغير الحجم وقابل للتوسع يستخدم نبضات كهربائية لإنتاج البلازما.

تُقدّم الشركات العاملة في هذا المجال إجاباتٍ على سؤال "متى ستكون طاقة الاندماج النووي جاهزة؟"، إذ تتوقع شركة OpenStar أن يكون ذلك خلال ست سنوات. بينما تتوقع شركة Commonwealth Fusion أن يكون ذلك في أوائل عام ٢٠٣٠. وتُجيب شركة Zap Energy بالمثل.

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

قال نافراتيل إن الشركات الناشئة تميل أحيانًا إلى "المبالغة في تقدير إمكانياتها". فالانتقال من النظرية إلى التطبيق، وخاصةً بناء نظام طاقة آمن وموثوق، عملية معقدة.

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

ها ترانج (وفقًا لشبكة CNN)

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