هان كوكباستخدام محول التنغستن الجديد، نجح مفاعل الاندماج KSTAR في الحفاظ على درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية لمدة 48 ثانية.
مفاعل الاندماج KSTAR في كوريا الجنوبية. صورة: كفى
ولأول مرة، وصل مفاعل الاندماج الكوري توكاماك للأبحاث المتقدمة فائقة التوصيل (KSTAR) التابع للمعهد الكوري للطاقة الاندماجية إلى درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية، وقد تم هذا الإنجاز أثناء الاختبار في الفترة من ديسمبر 12 إلى فبراير 2023، مسجلاً رقماً قياسياً جديداً. مشروع KSTAR.
نجح KSTAR في الحفاظ على درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية لمدة 48 ثانية. وفي الوقت نفسه، تبلغ درجة حرارة قلب الشمس 15 مليون درجة مئوية، بالإضافة إلى ذلك، يحافظ المفاعل أيضًا على وضع الحد العالي (وضع H) لأكثر من 100 ثانية. الوضع H هو وضع تشغيل متقدم في الاندماج المحصور مغناطيسيًا مع حالة بلازما مستقرة.
يحاكي تفاعل الاندماج إنتاج الضوء والحرارة من النجوم. تتضمن هذه العملية دمج نوى الهيدروجين والعناصر الخفيفة الأخرى لإطلاق طاقة هائلة. ويأمل الخبراء أن يتمكنوا من استخدام مفاعلات الاندماج لتوليد كهرباء لا حدود لها خالية من الكربون.
وفقًا للمجلس الوطني الكوري لأبحاث العلوم والتكنولوجيا (NST)، فإن إنشاء تقنية يمكنها الحفاظ على درجات حرارة عالية وبلازما عالية الكثافة بحيث تتم تفاعلات الاندماج بكفاءة أكبر على مدى فترات طويلة من الزمن أمر في غاية الأهمية. وقالت NST إن السر وراء هذه الإنجازات العظيمة هو محول التنغستن. يعد هذا مكونًا رئيسيًا في الجزء السفلي من خزان التفريغ في جهاز الاندماج المغناطيسي، حيث يلعب دورًا رئيسيًا في طرد غازات العادم والشوائب من المفاعل مع الاستمرار في تحمل الحمل الحراري السطحي الكبير.
تحول فريق KSTAR إلى استخدام التنغستن بدلاً من الكربون في المحول. التنغستن لديه أعلى نقطة انصهار لأي معدن. نجحت KSTAR في الحفاظ على الوضع H لفترة أطول بفضل هذه الترقية إلى حد كبير. "بالمقارنة مع محولات الكربون السابقة، فإن محول التنغستن الجديد يواجه زيادة بنسبة 25٪ فقط في درجة حرارة السطح تحت تحميل حراري مماثل. وهذا يوفر فوائد كبيرة لعمليات الطاقة الحرارية العالية النبضة الطويلة.
يمكن أن يوفر نجاح محول التنغستن بيانات قيمة لمشروع المفاعل التجريبي الحراري الدولي (ITER). ITER هو مشروع نووي حراري دولي بقيمة 21,5 مليار دولار يتم تطويره في فرنسا بمشاركة عشرات الدول، بما في ذلك كوريا الجنوبية والصين والولايات المتحدة ودول الاتحاد الأوروبي وروسيا. ومن المتوقع أن يقوم ITER بإنشاء حالة البلازما لأول مرة في عام 2025 وأن يبدأ العمليات في عام 2035. وسيتم استخدام التنغستن في محول هذا المفاعل.
الخميس ثاو (وفق هندسة مثيرة للاهتمام)
