شرح: اندماج نووي واختراق حديث

يُعرَّف الاندماج النووي بأنه دمج عدة نوى صغيرة في نواة واحدة كبيرة مع الإطلاق اللاحق لكميات هائلة من الطاقة.

داخل غرفة الهدف لمرفق الإشعال الوطني. يمكن رؤية وحدة الخدمة التي تحمل الفنيين على اليسار. يكون جهاز تحديد المواقع الهدف ، الذي يحمل الهدف ، على اليمين.

أعلن مختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا يوم الثلاثاء أن تجربة أجريت في منشأة الإشعال الوطنية الخاصة به قد حققت طفرة في أبحاث الاندماج النووي. في التجربة ، تم استخدام الليزر لتسخين هدف صغير أو كريات الوقود. انصهرت هذه الكريات التي تحتوي على الديوتيريوم والتريتيوم وأنتجت المزيد من الطاقة. وأشار الفريق إلى أنهم تمكنوا من تحقيق عائد يزيد عن 1.3 ميغا جول.

قال البروفيسور جيريمي شيتيندين ، المدير المشارك لمركز دراسات الاندماج بالقصور الذاتي في إمبريال كوليدج لندن ، لـ BBC.com: إن الطاقة الضخمة المنبعثة في التجربة مثيرة للإعجاب حقًا من حيث الاندماج ، ولكن من الناحية العملية ، هذا يعادل الطاقة المطلوبة لغلي غلاية.

إذن ، ما هو بالضبط الاندماج النووي؟

يُعرَّف الاندماج النووي بأنه دمج عدة نوى صغيرة في نواة واحدة كبيرة مع الإطلاق اللاحق لكميات هائلة من الطاقة. يُشغل الاندماج النووي شمسنا ويمكن أن يوفر تسخير طاقة الاندماج هذه كمية غير محدودة من الطاقة المتجددة. يشير كتاب أنظمة الطاقة الشاملة لعام 2018 إلى أن طاقة الاندماج النووي هي خيار جيد كطاقة الحمل الأساسي في المستقبل مع العديد من المزايا ، مثل عدم استنفاد الموارد ، والسلامة المتأصلة ، وعدم وجود نفايات مشعة طويلة العمر ، وتقريبًا عدم وجود انبعاثات لثاني أكسيد الكربون.

كيف تم تحقيق الاختراق الجديد؟

استخدم الفريق تشخيصات جديدة ودقة ليزر محسّنة وأجرى تغييرات على التصميم. قاموا بتطبيق طاقة الليزر على كريات الوقود لتسخينها وضغطها في ظروف مشابهة لتلك الموجودة في مركز شمسنا. أثار هذا ردود فعل الاندماج.

أطلقت هذه التفاعلات جسيمات موجبة الشحنة تسمى جسيمات ألفا ، والتي بدورها تسخن البلازما المحيطة. (في درجات الحرارة المرتفعة ، تُمزق الإلكترونات من نواة الذرة وتصبح بلازما أو حالة من المادة المؤينة. تُعرف البلازما أيضًا بالحالة الرابعة للمادة)

أطلقت البلازما المسخنة أيضًا جزيئات ألفا وحدث تفاعل مستدام ذاتيًا يسمى الاشتعال. يساعد الاشتعال في تضخيم الطاقة الناتجة من تفاعل الاندماج النووي ويمكن أن يساعد ذلك في توفير طاقة نظيفة للمستقبل.

في 8 أغسطس ، لاحظ الفريق إنتاج طاقة يزيد عن 1.3 ميغا جول. النتائج لم يتم نشرها بعد في مجلة مراجعة الأقران.

يعد هذا اختراقًا كبيرًا حيث أن الإنتاج أعلى من أعلى طاقة سابقة تم تحقيقها. في السابق ، واجهت برامج الاندماج بالليزر العديد من الصعوبات حيث لم نتمكن من فهم البلازما بشكل كامل. لقد مهدت التقنيات الجديدة الطريق الآن لهذه النتائج المذهلة وتمنحنا أيضًا الأمل في أننا في الاتجاه الصحيح ، كما يقول الدكتور جي رافيندرا كومار ، من مختبر الليزر عالي الكثافة Ultrashort Pulse في معهد تاتا للأبحاث الأساسية في مومباي.

وأضاف الدكتور رافيندرا كومار ، الذي لم يشارك في التجربة ، أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لكسر التعادل لتشغيل محطة توليد الكهرباء. نحتاج إلى توليد المزيد من الطاقة حتى تعمل محطة الطاقة بنجاح. ومع ذلك ، فإن هذه خطوة كبيرة إلى الأمام واختراق تكنولوجي ، كما يضيف.

أشار الدكتور أيدان كريلي ، باحث مشارك في مركز دراسات الاندماج بالقصور الذاتي في إمبريال ، في بيان: إن إعادة إنتاج الظروف في مركز الشمس سيسمح لنا بدراسة حالات المادة التي لم نتمكن من إنشائها في المختبر من قبل. ، بما في ذلك تلك الموجودة في النجوم والمستعرات الأعظمية ... يمكننا أيضًا الحصول على نظرة ثاقبة للحالات الكمية للمادة وحتى الظروف أقرب وأقرب إلى بداية الانفجار العظيم - كلما ازدادت درجة حرارتنا ، اقتربنا من الحالة الأولى للكون .

النشرة الإخبارية| انقر للحصول على أفضل الشرح لهذا اليوم في بريدك الوارد

شارك الموضوع مع أصدقائك: