سي إن إن
–
ليس هناك حل سحري لأزمة المناخ ، لكن الاندماج النووي قد يكون أقرب شيء إليها. في سعيهم للحصول على مصدر شبه لامحدود وخالٍ من الكربون للطاقة الموثوقة ، قام العلماء بتوليد طاقة الاندماج من قبل ، لكنهم كافحوا لعقود للحفاظ عليها لفترة طويلة جدًا.
ومع ذلك ، أعلن علماء يعملون في المملكة المتحدة ، الأربعاء ، أنهم ضاعفوا الرقم القياسي السابق لتوليد الاندماج النووي والحفاظ عليه ، وهي نفس العملية التي تسمح للشمس والنجوم بالتألق الساطع.
الاندماج النووي ، كما يوحي اسمه ، هو اندماج ذرتين أو أكثر في ذرة واحدة أكبر ، وهي عملية تطلق كمية هائلة من الطاقة كحرارة.
يتم إنشاء الطاقة النووية المستخدمة اليوم من خلال عملية مختلفة ، تسمى الانشطار ، والتي تعتمد على تقسيم الذرات بدلاً من اندماجها. لكن هذه العملية تخلق نفايات يمكن أن تظل مشعة لعشرات الآلاف من السنين. كما أنه يحتمل أن يكون خطيرًا في حالة وقوع حادث ، مثل كارثة فوكوشيما في اليابان عام 2011 ، والتي نجمت عن زلزال وتسونامي.
من ناحية أخرى ، يعد الاندماج أكثر أمانًا ، ويمكن أن ينتج القليل من النفايات ولا يتطلب سوى كميات صغيرة من الوقود الطبيعي ، بما في ذلك العناصر المستخرجة من مياه البحر. هذا يجعلها خيارًا جذابًا حيث ينتقل العالم بعيدًا عن الوقود الأحفوري الذي يقود تغير المناخ.
في آلة عملاقة على شكل كعكة دونات تُعرف باسم توكاماك ، تمكن العلماء العاملون في قرية كولهام الإنجليزية ، بالقرب من أكسفورد ، من توليد 59 ميغا جول من طاقة الاندماج المستمرة خلال خمس ثوانٍ في 21 ديسمبر من العام الماضي. خمس ثوان هي الحد الأقصى الذي يمكن للآلة أن تحافظ فيه على الطاقة قبل ارتفاع درجة حرارة المغناطيس.
مطلوب مجال مغناطيسي لاحتواء درجات الحرارة المرتفعة اللازمة لتنفيذ عملية الاندماج ، والتي يمكن أن تصل إلى 150 مليون درجة مئوية ، أي 10 مرات أكثر سخونة من مركز الشمس.
قال توني دوني ، الرئيس التنفيذي لشركة EUROfusion ، في مؤتمر صحفي: “أظهرت تجربتنا لأول مرة أنه من الممكن الحصول على عملية اندماج مستدامة باستخدام نفس مزيج الوقود المخطط له لمحطات الطاقة الاندماجية المستقبلية”.
نفذ EUROfusion ، وهو اتحاد يضم 4800 خبير وطالب وموظف من جميع أنحاء أوروبا ، المشروع بالشراكة مع هيئة الطاقة الذرية في المملكة المتحدة. كما ساهمت المفوضية الأوروبية في التمويل.
إن إمكانات طاقة الاندماج هائلة. استخدمت التجربة عنصري الديوتيريوم والتريتيوم – وهما نظائر الهيدروجين – لتغذية الاندماج. من المرجح أن تستخدم هذه العناصر في الاندماج على نطاق تجاري ، ويمكن العثور عليها في مياه البحر.
“الطاقة التي يمكنك الحصول عليها من وقود الديوتيريوم والتريتيوم هائلة. على سبيل المثال ، يتطلب تشغيل الطلب الكهربائي الحالي في المملكة المتحدة بالكامل ليوم واحد 0.5 طن من الديوتيريوم ، والذي يمكن استخراجه من مياه البحر – حيث يكون تركيزه منخفضًا ولكنه وفير “، كما قال توني رولستون من قسم الهندسة بجامعة كامبريدج لشبكة CNN.
وقال إن الاندماج الناتج عن التوكاماك – المسمى التوروس الأوروبي المشترك (JET) – كان تقريبًا مثل توربينات الرياح ، ويمكن أن يزود طاقة منزل واحد بالطاقة ليوم واحد.
“ولكن إذا تم إنشاؤها مرارًا وتكرارًا ، يمكن أن تزود آلاف المنازل بالطاقة.”
يقول الخبراء إن النتائج تثبت أن الاندماج النووي ممكن ، ولم يعد حلاً لأزمة المناخ.
قال إيان تشابمان ، الرئيس التنفيذي لهيئة الطاقة الذرية في المملكة المتحدة: “لقد دفعتنا هذه النتائج البارزة إلى خطوة كبيرة نحو التغلب على أحد أكبر التحديات العلمية والهندسية على الإطلاق”.
قال مارك وينمان ، باحث المواد النووية في إمبريال كوليدج لندن ، في بيان إن نتائج التجربة “مثيرة” ، وأنهم يظهرون أن “طاقة الاندماج في الحقيقة لم تعد مجرد حلم للمستقبل البعيد – الهندسة لجعلها مصدر طاقة مفيد ونظيف يمكن تحقيقه ويحدث الآن “.
تعرضت JET لمثل هذه الحرارة والضغط الشديدين لدرجة أن هذه التجربة من المحتمل أن تكون الأخيرة التي ستتعامل معها.
لكن يُنظر إلى نتائجه على أنها نعمة كبيرة لـ ITER ، وهو مشروع اندماج عملاق في جنوب فرنسا بدعم من الولايات المتحدة والصين والاتحاد الأوروبي والهند واليابان وكوريا وروسيا. تم بناء مشروع ITER بنسبة 80 ٪ ويهدف إلى البدء في الاندماج النووي في وقت ما في 2025-26.
بينما كان هدف JET هو إثبات إمكانية توليد الاندماج النووي واستدامته ، فإن هدف ITER هو إنتاج عائد على الطاقة بعشرة أضعاف ، أو 500 ميجاوات من طاقة الاندماج من 50 ميجاوات من الطاقة الموضوعة.
كانت النتائج واعدة ، لكنها إتقان الاندماج النووي كمصدر يومي للطاقة لا يزال بعيد المنال.
“نتائج JET مثيرة للإعجاب ومن المحتمل أن تتحسن مع تقدمهم في تجاربهم. إنهم ينتجون طاقة عالية 12 ميجاوات ، لكن الآن لمدة خمس ثوانٍ فقط. قال رولستون: “حرق الانصهار أطول بكثير هو المطلوب”.
يُظهر أحدث تقرير صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) عن أحدث العلوم أن العالم يجب أن يخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى النصف تقريبًا هذا العقد وأن يصل صافي الانبعاثات إلى الصفر بحلول عام 2050 لإبقاء ظاهرة الاحتباس الحراري تحت السيطرة. وهذا يعني إجراء تحول سريع بعيدًا عن الوقود الأحفوري ، مثل الفحم والنفط والغاز.
يجب أن يكون لهذه الإجراءات أي أمل في احتواء الاحترار إلى 1.5 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة ، والتي يُنظر إليها على أنها عتبة لتأثيرات المناخ المتفاقمة بشكل كبير ، وفقًا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ.