مختبر أمريكي يحصل على طاقة قياسية في الاندماج النووي الحراري

الولايات المتحدة – حقق علماء من مختبر 'لورانس ليفرمور' الوطني في كاليفورنيا قفزة جديدة في سباق الطاقة النظيفة، وقربوا البشرية من حلم الطاقة النجمية الخالية من الكربون.

وتمكن العلماء من مضاعفة النتيجة التاريخية التي حققوها عام 2022 عندما تم إجراء أول اندماج نووي حراري بحصيلة طاقة إيجابية. وكما أفادت بوابة TechCrunch فإن التجارب الحديثة حطمت الرقم القياسي المسجل سابقا.

وفي عام 2022 تم تحقيق 'الاشتعال' لأول مرة، وهو تفاعل الاندماج الحراري، حيث تجاوز ناتج الطاقة (3.15 ميغا جول) طاقة الليزر (2.05 ميغا جول) الموجهة إلى الوقود. وكانت هذه المرة الأولى التي ينجح فيها البشر في إعادة إنتاج العملية التي تغذي النجوم في بيئة مختبرية. في عام 2025 اتخذ مختبر 'لورانس ليفرمور' الوطني خطوة أخرى إلى الأمام، حيث سجلت التجربة باستخدام طاقة ليزر بقوة 2.05 ميغا جول رقما قياسيا جديدا للناتج بلغ 5.0 ميغا جول مع معامل تضخيم 2.44، وهو أفضل نتيجة لهذا المستوى من الطاقة والثاني في تاريخ المختبر من حيث الحجم. ووصلت الاختبارات اللاحقة إلى 5.2 و8.6 ميغا جول، مما يدل على أن التكنولوجيا أصبحت أكثر استقرارا وقوة.

وقالت جيل هروبي نائبة وزير الأمن النووي إن 'هذا الإنجاز هو الخطوة المتواضعة الأولى نحو مصدر طاقة نظيفة يمكن أن يُحدث في المستقبل ثورة في العالم'.

ويعد الاندماج النووي الحراري بالحصول على مصدر طاقة صديقا للبيئة لا ينضب من دون نفايات مشعة، على عكس الانشطار النووي. ويستخدم المختبر طريقة الحصر الاستمراري، حيث تضغط 192 ليزرا كريات صغيرة من الديوتيريوم والتريتيوم (نظائر الهيدروجين) المغطاة بالماس حتى درجات حرارة قصوى (تزيد عن 55 مليون درجة مئوية) ليصل الضغط مئات المليارات من الأجواء. ويمكن مقارنة ذلك بإشعال نجم مصغر في غرفة فراغ بحجم منزل صغير. وأثبت هذا الإنجاز الجديد أن الاندماج يمكن أن ينتج طاقة أكثر مما يتم إنفاقه على بدء التفاعل، الأمر الذي يمهد الطريق لأنظمة الطاقة المستقبلية.

ومع ذلك، يتطلب تشغيل التفاعل حوالي 300 ميغا جول من الكهرباء من الشبكة، مما يجعل التكنولوجيا غير صالحة للاستخدام التجاري في الوقت الحالي. وعلى الرغم من ذلك، أظهرت نجاحات المختبر أن حلم الاندماج الذي كان يطلق عليه لعقود اسم 'دائما بعد 30 عاما'، أصبح أقرب بكثير إلى الواقع.

على الرغم من أن المختبر يظهر تقدما، إلا أنه للحصول على طاقة تجارية يجب زيادة سرعة الطلقات من طلقة واحدة في اليوم إلى 10 طلقات في الثانية، وتقليل استهلاك الطاقة لأجهزة الليزر.

وهناك نهج بديل، وهو الحصر المغناطيسي، كما هو الحال في مشروع  ITER الاندماجي النووي الحراري الدولي في فرنسا، والذي يحصر البلازما بواسطة المجالات المغناطيسية لإجراء تفاعلات أطول، ولكنه أيضا بعيد عن الاكتمال.

وأشار قادة المشروع إلى أن: 'تجربتنا تعيد إنتاج ظروف مشابهة لتلك التي تحدث في نواة النجوم أو أثناء الانفجار النووي، ولكن بشكل مصغر. وإنها ليست مجرد خطوة نحو الطاقة النظيفة، فحسب بل وأداة لدراسة فيزياء الحالات القصوى'.

المصدر: Naukatv.ru