تقنية
الاندماج النووي.. ما هو الاختراع المعلن وكيف يمكن أن يفيدنا؟
تقول شبكة “سي إن إن” الإخبارية الأميركية إن علماء في منشأة الاشعال في مختبر لورانسليفر مور في كاليفورنيا صنعوا التاريخ، بعدما نجحوا في توليد الطاقة عن طريق الاندماج النووي.
وتضيف أن الاختراق الجديد يمكن أن يقود في نهاية المطاف إلى إنتاج الكهرباء التي تضيء منازلنا.
وتنتج المفاعلات النووية حاليا الطاقة عن طريق الانشطار النووي، وعلى الرغم من أن انبعاثاتها تبلغ صفرا، إلا أنها تنتج نفايات سامة، في حين أن الطاقة الناتجة عن الاندماج لا تؤدي إلى هذه النتيجة.
الاندماج النووي في سطور
- الاندماج النووي عملية من صنع الانسان تكرر نموذج الطاقة التي تغذي الشمس.
- يحدث الاندماج النووي عندما يتم دمج ذرتين أو أكثر في واحدة أكبر منها، وهذه العملية تؤدي إلى توليد كمية كبيرة من الطاقة والحرارة.
- لقد درس العلماء حول العالم الاندماج النووي منذ عقود، في خطوة أملوا منها إعادة إنتاج الطاقة النووية، بما يوفر مصدرا جديدا للطاقة غير محدود ويخلو من الكربون، أي أن تكون الطاقة مختلفة عن تلك التي تنتجها المفاعلات الحالية وتتميز بإنتاج مخلفات نووية خطيرة.
- يستعمل العلماء في الاندماج النووي عنصري الديوتيريوم والتريتيوم، وهما من نظائر الهيدروجين.
- وبوسع كمية من الديوتيريوم تملأ كوب ماء مع قليل من التريتيوم تزويد منزل بالطاقة لمدة عام.
- المشكلة هي أن التريتيوم نادر ومن الصعوبة الحصول عليه، على الرغم من أنه يمكن تصنيعه.
- قال جوليو فريدمان، كبير العلماء في إدارة الكربون والمسؤول السابق في مختبر ليفرمور إنه بخلاف الفحم، فأنت تحتاج فقط إلى كمية صغيرة من الهيدروجين، وهي أكثر الأشياء وفرة في الكون.
- أضاف: “الهيدروجين موجود في الماء، لذا فإن المادة التي تؤدي إلى توليد الطاقة غير محدودة إلى حد كبير وهي نظيفة”.
كيف يختلف الاندماج النووي عن الانشطار النووي؟
- عندما يفكر الناس في الطاقة النووية، يخطر في بالهم في البداية أبراج التبريد والسحب الذي تتخذ شكل الفطر، لكن الاندماج النووي مختلف تماما.
- الاندماج النووي يحدث عندما تجتمع ذرتين أو أكثر معا، لكن الانشطار النووي شيء آخر، فهو انشطار ذرة أكبر إلى ذرتين أو أكثر أصغر حجما.
والانشطار النووي هو نوع الطاقة الذي تشغل المفاعلات النووية في عالمنا اليوم. - الطاقة النووية عديمة الانبعاثات، بحسب وزارة الطاقة النووية، لكنها تنتج نفايات مشعة تحمل مخاطر تتعلق بالسلامة، ورغم أن الحوادث في المنشآت النووية قليلة، لكنها عندما وقعت كانت النتائج مميتة وواسعة النطاق، كما حدث في تشرنوبيل وفوكوشيما.
- لا يحمل الاندماج النووي نفس المخاطر، والمواد المستخدمة فيه عمرها نصف عمر المواد المستخدمة في الانشطار.
كيف يمكن لهذا الاختراع أن يفيدنا؟
- هناك طريقان رئيسيان لإنتاج الطاقة عن طريق الاندماج، لكنهما يؤديان إلى النتيجة نفسها.
- إن اندماج ذرتين يؤدي إلى توليد كمية هائلة من الحرارة، وهذا هو مفتاح إنتاج الطاقة، ويمكن استخدام هذه الحرارة في تسخين المياه، وتوليد البخار، وتحويل التوربينات لتوليد الطاقة، تماما مثل توليد الطاقة عن طريق الانشطار النووي للطاقة.
- التحدي الأهم في تسخير الاندماج النووي هو المحافظة على الطاقة لفترة كافية بحيث يمكن تشغيل شبكات الكهرباء وأنظمة الطاقة حول العالم.
