شرح: ما هو مفاعل الاندماج التجريبي 'الشمس الاصطناعية' في الصين الذي سجل رقماً قياسياً؟
لمدة 20 ثانية ، حققت 'الشمس الاصطناعية' في شرق الصين ذروة درجة حرارة 288 مليون درجة فهرنهايت ، أي أكثر بعشر مرات من حرارة الشمس. ما هو الشرق وكيف يعمل؟
تم تصميم جهاز EAST Tokamak لتكرار عملية الاندماج النووي التي تقوم بها الشمس والنجوم. (الصورة: موقع ASIPP) سجلت الصين التجريبية المتقدمة فائقة التوصيل Tokamak (EAST) ، التي تحاكي عملية توليد الطاقة للشمس ، رقما قياسيا جديدا بعد أن وصلت إلى 216 مليون درجة فهرنهايت (120 مليون درجة مئوية) لمدة 101 ثانية ، وفقا لوسائل الإعلام الحكومية. لمدة 20 ثانية أخرى ، حققت الشمس الاصطناعية أيضًا ذروة درجة حرارة 288 مليون درجة فهرنهايت (160 مليون درجة مئوية) ، وهي أكثر حرارة من الشمس بعشر مرات.
يعد أحدث إنجاز للعلماء الصينيين خطوة مهمة في سعي البلاد لإطلاق طاقة نظيفة وغير محدودة ، مع الحد الأدنى من النفايات. قال لي مياو ، مدير قسم الفيزياء في الجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا في شنتشن ، الصين ، لـ Global Global: إن الاختراق هو تقدم كبير ، والهدف النهائي يجب أن يكون الحفاظ على درجة الحرارة عند مستوى ثابت لفترة طويلة. مرات.
النشرة الإخبارية| انقر للحصول على أفضل الشرح لهذا اليوم في بريدك الوارد
لكن الخبراء يقولون إنه لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه من أجل 'الشمس الاصطناعية' التجريبية في الصين. وفقًا لما قاله لين بوكيانغ ، مدير المركز الصيني لأبحاث اقتصاديات الطاقة بجامعة شيامن ، فإن الأمر سيستغرق عقودًا حتى يخرج المفاعل العامل من مراحله التجريبية.
إذن ، ما هو شرق الصين 'الشمس الاصطناعية'؟
مفاعل توكاماك التجريبي المتقدم فائق التوصيل (EAST) هو جهاز بحث تجريبي اندماج نووي متقدم يقع في معهد فيزياء البلازما التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (ASIPP) في Hefei ، الصين. الغرض من الشمس الاصطناعية هو تكرار عملية الاندماج النووي ، وهو نفس التفاعل الذي يمد الشمس بالطاقة.
يعد EAST واحدًا من ثلاثة توكاماك محلية رئيسية يتم تشغيلها حاليًا في جميع أنحاء البلاد. بصرف النظر عن الشرق ، تقوم الصين حاليًا بتشغيل مفاعل HL-2A بالإضافة إلى J-TEXT. في كانون الأول (ديسمبر) 2020 ، تم بنجاح تشغيل HL-2M Tokamak ، أكبر جهاز بحثي تجريبي للاندماج النووي في الصين وأكثرها تقدمًا ، بنجاح للمرة الأولى - وهو معلم رئيسي في نمو قدرات أبحاث الطاقة النووية في الصين.
منذ أن بدأ تشغيله لأول مرة في عام 2006 ، سجل EAST العديد من الأرقام القياسية لمدة حبس البلازما شديدة الحرارة. مشروع EAST هو جزء من مرفق المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER) ، والذي سيصبح أكبر مفاعل اندماج نووي في العالم عندما يبدأ تشغيله في عام 2035. ويتضمن المشروع مساهمات من عدة دول ، بما في ذلك الهند وكوريا الجنوبية واليابان وروسيا والولايات المتحدة.
كيف تعمل 'الشمس الاصطناعية' في الشرق؟
تم تصميم جهاز EAST Tokamak لتكرار عملية الاندماج النووي التي تقوم بها الشمس والنجوم. الاندماج النووي هو عملية يتم من خلالها إنتاج مستويات عالية من الطاقة دون توليد كميات كبيرة من النفايات. في السابق ، كانت الطاقة تُنتج من خلال الانشطار النووي - وهي عملية يتم فيها تقسيم نواة ذرة ثقيلة إلى نواتين أو أكثر من ذرات أخف.
في حين أن الانشطار عملية أسهل في التنفيذ ، إلا أنه يولد المزيد من النفايات النووية. على عكس الانشطار ، فإن الاندماج أيضًا لا ينبعث منه غازات الدفيئة ويعتبر عملية أكثر أمانًا مع مخاطر أقل للحوادث. بمجرد إتقان الاندماج النووي ، يمكن أن يوفر طاقة نظيفة غير محدودة وتكاليف منخفضة للغاية.
لكي يحدث الاندماج النووي ، يتم تطبيق حرارة وضغط هائلين على ذرات الهيدروجين بحيث تندمج معًا. صُنعت نواتا الديوتيريوم والتريتيوم - وكلاهما موجود في الهيدروجين - لتندمج معًا لتكوين نواة هيليوم ، ونيوترون مع قدر كبير من الطاقة.
يتم تسخين الوقود إلى درجات حرارة تزيد عن 150 مليون درجة مئوية بحيث يشكل حساء بلازما ساخنًا من الجسيمات دون الذرية. بمساعدة مجال مغناطيسي قوي ، يتم إبعاد البلازما عن جدران المفاعل لضمان عدم تبريدها وفقدان قدرتها على توليد كميات كبيرة من الطاقة. يتم حبس البلازما لفترات طويلة حتى يحدث الاندماج.
ما هو أحدث سجل ولماذا هو مهم؟
سجل مفاعل الشرق رقما قياسيا جديدا يوم الجمعة عندما وصلت درجة حرارة البلازما 216 مليون درجة فهرنهايت وتمكن أيضا من العمل لمدة 20 ثانية عند 288 مليون درجة فهرنهايت. لوضع هذا في المنظور ، يصل لب الشمس فقط حوالي 15 مليون درجة مئوية ، مما يعني أن المفاعل كان قادرًا على لمس درجات حرارة أعلى بعشر مرات من ذلك.
الهدف التالي للعلماء وراء المفاعل التجريبي هو الحفاظ على درجة حرارة عالية لفترة طويلة من الزمن. في السابق ، كان الشرق قد وصل إلى درجة حرارة قياسية بلغت 100 مليون درجة مئوية في عام 2018.
قال لين بوكيانغ لصحيفة جلوبال تايمز إن هذه خطوة في الاتجاه الصحيح فيما يتعلق بالتنمية الخضراء في الصين. وقال إنها تشبه إلى حد كبير تكنولوجيا المستقبل التي تعتبر حاسمة لدفع التنمية الخضراء في الصين. لكن في حين أن هذا يعد تطورًا مهمًا ، قال بوكيانغ إنه لا يزال هناك ثلاثة عقود جيدة قبل أن تتمكن الصين من رؤية شمس اصطناعية تعمل بكامل طاقتها.
لكن الصين ليست الدولة الوحيدة التي حققت درجات حرارة عالية للبلازما. في عام 2020 ، سجل مفاعل KSTAR في كوريا الجنوبية رقمًا قياسيًا جديدًا من خلال الحفاظ على درجة حرارة البلازما لأكثر من 100 مليون درجة مئوية لمدة 20 ثانية.
شارك الموضوع مع أصدقائك:
