بعدما تمكن علماء مختبر تابع للحكومة الأميركية من تقليد ما يجري في الشمس، لتحقيق اختراق كبير في استخراج طاقة من الاندماج النووي نظيفة ولا تنضب، أي كما يحدث بالشمس المتجددة طاقتها بلا توقف منذ مليارات السنين، وفقا لما ذكرت صحيفة “فاينانشيال تايمز” البريطانية، يتساءل كثيرون كيف يتم ذلك؟.
الاندماج النووي
ولإنتاج الطاقة، تستخدم محطات الطاقة النووية حول العالم حاليًا الانشطار – الذي يقوم على شطر نواة ذرة ثقيلة. أما الاندماج فيجمع بين ذرتين من الهيدروجين الخفيف لتكوين ذرة أثقل من الهيليوم ويُطلق كمية كبيرة من الطاقة خلال هذه العملية.
هذه هي العملية التي تحدث داخل النجوم، بما فيها الشمس.
الشمس
على الأرض ماذا يحدث؟
على الأرض، يمكن إثارة تفاعلات الاندماج عن طريق تسخين الهيدروجين إلى درجات حرارة قصوى داخل أجهزة متخصصة.
يستخدم الباحثون في مختبر لورانس ليفرمور الوطني منشأة الإشعال الوطنية الضخمة – تضم 192 ليزرًا فائقة القوة موجهة جميعها إلى أسطوانة بحجم كشتبان مملوءة بالهيدروجين.
وقالت “فاينانشال تايمز” إن علماء مختبر لورانس ليفرمور الوطني أنتجوا مؤخرًا حوالي 2,5 ميغا جول من الطاقة في تفاعل اندماج نووي، أو نحو 120% من 2,1 ميغا جول استخدمها الليزر لبدء التفاعل.
الأرض (آيستوك)
وستوفر هذه النتيجة أخيرًا دليلًا على المبادئ الفيزيائية التي حددها باحثو الاندماج قبل عقود. وستمثل ما قال توني رولستون، المحاضر في جامعة كامبريدج، إنه “نجاحً للعلم”.
مثل الانشطار، يكون الاندماج خاليًا من الكربون أثناء التشغيل، ولكن مزاياه لا تتوقف عند هذا الحد؛ فهو لا يطرح خطر حدوث كارثة نووية وينتج نفايات مشعة أقل بكثير من الانصهار.
ولكن الطريق ما زال طويلًا قبل أن يصبح الاندماج قابلاً للتطبيق على نطاق صناعي.
20 – 30 عاماً
وقال الفيزيائي جيريمي تشيتندين من إمبريال كوليدج لندن “لتحويل الاندماج إلى مصدر طاقة، سنحتاج إلى زيادة ما نكسبه من الطاقة على نحو أكبر. سنحتاج أيضًا إلى إيجاد طريقة لإعادة إنتاج التأثير نفسه على نحو متكرر وبتكلفة أقل بكثير قبل أن نتمكن من تحويل هذا بشكل واقعي إلى محطة لإنتاج الطاقة”.
كما قال إريك لوفيفر مدير المشروع في لجنة الطاقة الذرية الفرنسية لوكالة “فرانس برس” إن ذلك قد يستغرق 20 أو 30 عاما أخرى.
ولكن خبراء المناخ يحذرون من أن العالم لا يمكنه الانتظار كل هذا الوقت لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري والحد من تأثيراته الخطيرة.
اختراق علمي كبير
هذا ويجري تطوير مشاريع أخرى للاندماج النووي في مختلف أنحاء العالم، بما في ذلك المشروع الدولي الكبير المعروف باسم المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (إيتر) ITER وهو قيد الإنشاء حاليًا في فرنسا.
وبدلاً من الليزر، سيستخدم ITER تكنولوجيا تُعرف باسم الحصر المغناطيسي تحتوي على كتلة دوامة من بلازما الهيدروجين الاندماجية داخل حجرة ضخمة على شكل كعكة دائرية.
هذا ويُتوقع أن تعلن وزارة الطاقة الأميركية الثلاثاء عن “اختراق علمي كبير” حققه باحثوها في مجال الاندماج النووي، وهي تكنولوجيا يُنظر إليها على أنها مصدر ثوري بديل للطاقة.
