تعمل الكتلة والطاقة على تماسك الكون بأسره ، وبينما توجد الطاقة بأشكال عديدة ، فإن الطاقة الكهربائية هي أكثر الطاقة المولدة صناعياً والتي توحد عالمنا التكنولوجي. يهدف العلماء والمهندسون إلى إيجاد الطريقة الأكثر كفاءة لتوليد الكهرباء مع مراعاة الموارد والتكلفة وتغير المناخ.
تثبت صيغة ألبرت أينشتاين الشهيرة ، E = MC2 ، أنه عند فقدان كتلة معينة ، يتم إطلاق طاقة وفيرة. تدعم هذه الصيغة الطاقة الهائلة المنبعثة من الطاقة النووية تقنية الانصهار وهي عملية أخرى لتحقيق المزيد من الطاقة من كمية أقل من الوقود النووي.
هل الاندماج النووي حقاً هو الحل لصلواتنا للطاقة النظيفة؟ https://t.co/cE5bgs5uN9
- قسط مستقل (indypremium) 20 أيار 2022
تكنولوجيا الطاقة النووية الحالية
تعمل النسخة الحالية من التكنولوجيا النووية على عملية الانشطار النووي حيث تنقسم ذرة اليورانيوم الثقيل إلى جزأين انشطاريين تكون كتلتهما الكلية أقل من اليورانيوم الأصلي. يتم إطلاق هذه الكتلة المفقودة في العملية إلى نيوترونات تصطدم بذرات أخرى ، مما يتسبب في تفاعل متسلسل يؤدي إلى إطلاق الكثير من الطاقة في عملية الانشطار النووي في شكل حرارة.
إن عملية الانشطار النووي التي تبلغ كيلوغرامًا واحدًا من اليورانيوم تطلق طاقة هائلة أكثر أهمية من حرق 1 طن من الفحم عالي الجودة ، ولهذا السبب ، حتى بعد بعض كوارث المفاعلات النووية ، لا يزال الناس حريصين جدًا على العمل على تقدم التكنولوجيا النووية.
مستقبل التكنولوجيا النووية
تسمح تقنية الاندماج النووي لذرتين خفيفتين بالاندماج في ذرة ثقيلة أخرى تكون كتلتها أقل من الكتلة المجمعة لكل من ذرتين الضوء ، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة حرارية هائلة. هناك العديد من الأمثلة على إنشاء مفاعل الاندماج في الماضي ، ولكن كان من الصعب الإجابة على السؤال الخاص بتوافره التجاري بسبب التكلفة اللازمة للعملية والتحديات التقنية التي تواجهها حتى الآن.
قام فريق في الصين بعمل مفاعل اندماجي ، EAST، التي ولّدت حرارة أكثر بخمس مرات من الشمس بطريقة مضبوطة لمدة 17 دقيقة ونصف تقريبًا بتكلفة 1 تريليون دولار. في غضون ذلك ، مفاعل الاندماج الكوري KSTAR ضرب 100 مليون درجة لمدة 30 ثانية. لدى فرنسا أيضًا مشروع مفاعل اندماجي قيد التنفيذ. ومع ذلك ، فإن هذه كلها تستخدم طريقة معقدة ومكلفة من المغناطيسات الكهربائية والليزر لتوليد حرارة هائلة تتطلب الكثير من التطور التكنولوجي لجعلها قابلة للتطبيق تجاريًا.
شمس كوريا الاصطناعية #كستار نجح جهاز tokamak فائق التوصيل لأبحاث الاندماج النووي في عملية البلازما ذات درجة الحرارة العالية التي أدت إلى رفع درجة حرارة الأيونات إلى 100 مليون درجة لأول مرة. إنه أحد الشروط الحرجة المطلوبة في مفاعلات الاندماج النووي المستقبلية. pic.twitter.com/7SiMElmob3
- 과학 기술 정보 통신부 (withmsit) ٥ فبراير، ٢٠٢٤
من الواضح أن القضايا الأساسية لتقنية الاندماج النووي التي تحتاج إلى حل هي المدة والتكلفة والصيانة. كانت التكلفة هي العامل الحاسم الذي يثير الشك في تحويل الأموال لتطوير مفاعل الاندماج.
شركة مقرها المملكة المتحدة تسمى أول ضوء فيوجن توصلنا إلى فكرة لبناء مفاعل اندماج نووي يضرب حزمة الوقود النووي بقذيفة ، تزيد سرعته 200 مرة عن سرعة الصوت ، ويطلق حرارة هائلة ، يتم امتصاصها بواسطة الليثيوم الذي ينقل الحرارة إلى الماء من خلال المبادل الحراري . سيكرر المفاعل عملية ضرب حزمة الوقود بالقذيفة كل 30 ثانية ، مما ينتج عنه نبضة من الطاقة يمكن أن تولد 5800 كيلو وات ساعة من الطاقة الكهربائية. إنهم يخططون لوضع أول محطة طاقة تجارية تعمل بتقنية الاندماج النووي في حدود ميزانية قدرها مليار دولار ، لتوليد 1 ميجاوات من الطاقة.
الركيزة الأساسية لنهجنا هي سهولة وتكلفة التسليم المنخفضة المرتبطة بتقنيتنا.
اكتشف المزيد حول كيفية بناء وتشغيل منشأة اندماج لإمداد عالم الغد بالطاقة هنا: https://t.co/OuOyrCRhzf #انصهار # تنظيف pic.twitter.com/fNdW46guUh
- First Light Fusion (FLFusion) 3 أيار 2022
نأمل في توليد طاقة نظيفة
تقنية الاندماج النووي هي مستقبل توليد الطاقة ، حيث سيتم إمداد الطاقة غير المضطربة بتهديدات بيئية أقل. بينما يخطط العالم للتخلص من الوقود الأحفوري ، ستلعب التكنولوجيا النووية دورًا هائلاً في هذا التطور.
اليوم ، يمثل 10٪ من إجمالي توليد الطاقة ، ولكن هذا الرقم يجب أن يصل إلى أكثر من 50٪ لأن المصادر المتجددة الأخرى تعتمد بشكل طبيعي ، وليس لدينا بطاريات كافية لتخزين الطاقة من الخلايا الكهروضوئية أو توربينات الرياح. لسنوات عديدة ، بدا الأمر مستحيلًا أو غير قابل للتطبيق تجاريًا ، لكن فكرة First Light Fusion قد تكون الأولى خطوة نحو مصدر أكثر بأسعار معقولة للطاقة النظيفة.
اعتمادات الصورة: الميزة صورة تم أخذه بواسطة هال جاتوود.
مصادر: شينخوا / Phys.org
