شمس على الأرض.. مصدر أبدي للطاقة النظيفة

العالم - منوعات

حسناً، تراهن مجموعة من الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا MIT وشركة Commonwealth Fusion Systems على وضع حدٍّ لتلك المزحة، فهم يبنون محطة نووية يمكنها إنتاج طاقة نظيفة وغير محدودة فعلياً، بحسب موقع BBC Mundo الإسباني.

يتمثل هدف المحطة في أن يكون لديها في غضون 15 عاماً، محطة لتوليد الطاقة تعمل كجهاز مايكروسول ينتج حرارة قادرة على توليد 200 ميغاوات باستمرار، ودون أن يسبب التلوث، يمكن لهذا القدر من الطاقة إمداد مدينة صغيرة بالطاقة، يبلغ عدد سكانها حوالي 200 ألف نسمة.

يقول مارتن غرينفالد، أحد رؤساء مركز الاندماج وعلوم البلازما في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الذي يقوم بتطوير هذا المشروع الذي أُطلق عليه Sparc، “إذا نجحنا، فستكون هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تحقيق ذلك”.
السر.. في المغناطيس

تعتمد تجربة Sparc على الاندماج النووي، وهي عملية تتحد فيها عناصر الضوء مثل الهيدروجين لتشكيل عناصر أثقل، مثل الهليوم، الذي يطلق كميات هائلة من الطاقة. في الواقع، تلك هي نفس الطريقة الذي تنتج بها الطاقة في الشمس والنجوم.

لا يتحقق الاندماج النووي إلا إذا ظلَّت البلازما دافئة، وطريقة إبقائها بهذه الطريقة هي عزلها عن المادة العادية، التي تتحقق بمفاعلات على شكل حلقات تسمى Tokamak، التي تخلق مجالاً مغناطيسياً يحافظ على البلازما “محبوسة”.

نجاح Tokamak يكمن في نوعية مغناطيسها، فكلما كانت الجودة أقوى وأعلى، كان العزل الحراري أفضل بالنسبة للبلازما، فهو مثل المعطف الذي يعزل الجسم أكثر عن البرودة، كلما كان مصنوعاً من نسيج أفضل.

تكمن المشكلة في أن Tokamak الموجودة اليوم تستهلك طاقةً أكثر مما يمكن إنتاجها من خلال الاندماج، أي أنها تعمل، لكنها لن تكون مجدية للاستخدام خارج المختبر.

يأمل العلماء من مشروع Sparc أن تكون Tokamak لديها مغناطيس أكثر قوة، من نوعية أفضل وأصغر وأسرع، التي ستساعد في تحسين عملية الانصهار.

ومن خلال هذه المغناطيسات، يأملون في إنتاج حقل مغناطيسي أقوى بأربع مرات من أي حقل تم استخدامه في تجربة اندماج سابقة، بهدف زيادة الطاقة الناتجة عن Tokamak بنحو عشر مرات.

إذا حدث ذلك، فستكون هذه هي المرة الأولى التي ينتج فيها جهاز دمج البلازما طاقة أكثر مما يستهلك.

طاقة آمنة.. نظيفة وغير محدودة

عندما نتحدث عن محطات الطاقة النووية، فإن كوارث مثل تشيرنوبيل في العام 1986 أو فوكوشيما في العام 2011، يمكن أن تتبادر إلى أذهاننا بسهولة. يقول غرينفالد “هذه العملية مختلفة تماماً”.

تستخدم الطاقة النووية العادية ذراتٍ ثقيلة جداً، مثل اليورانيوم أو البلوتونيوم التي تتحطم وتطلق الطاقة، في عملية تسمى الانشطار، مشابهة لتلك المستخدمة لبناء أسلحة نووية، بينما الاندماج هو العملية المعاكسة، التي تنضم فيها عناصر الضوء مثل الهيدروجين وتنتج الهليوم.

ووفقاً لغرينفالد، “في تجربة مثل Sparc لا توجد احتمالية لتولُّد تفاعلات متسلسلة مثل تلك التي حدثت في فوكوشيما، فإذا أردنا إيقاف التفاعل، فقط سنغلق الصمام”.

تعتمد المواد التي ستعمل بها شركة Sparc بشكل رئيسي على الهيدروجين، الذي وفقاً لباحث معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا “هناك منه ما يكفي على الأرض لتلبية احتياجات البشر لملايين السنين”، مما يعني أن آلة الانصهار النووي لديها القدرة على توليد طاقة غير محدودة تقريباً.

بالإضافة إلى ذلك، بما أن الاندماج لا ينتج من الوقود الأحفوري، فإنه لا يولد غازات دفيئة أو ملوثات أخرى، مثل ثاني أكسيد الكبريت، أو جسيمات مثل الكربون الأسود.
هل من الممكن أن تنجح هذه التجربة؟

في وسط الحماس هناك أصوات متشككة. كتب ستيوارت براغر، المدير السابق لمختبر فيزياء البلازما في مجلة Nature، “هذا التمويل لمعهد مساشوستس للتكنولوجيا (في هذا المشروع) ممتاز، لكن لا توجد طريقة تمكّن القطاع الخاص من التعامل مع برنامج الاندماج بأكمله”.

وفي حديثه مع صحيفة The Guardian البريطانية، قال هوارد ويلسون، أستاذ فيزياء البلازما في جامعة يورك بالمملكة المتحدة، إنه على الرغم من أن المشروع يبدو مثيراً للاهتمام، فإنه لا يرى كيف يمكن أن يتحقق هذا الهدف في 15 سنة.

يختم غرينفالد، “إنه جدول زمني ضيق، لكننا نعتقد أنه من الممكن تحقيقه”.

221