سجل توكاماك في نيوجيرسي رقمًا قياسيًا جديدًا في بلازما الاندماج من خلال تغليف تفاعله بالتنغستن، وهو معدن مقاوم للحرارة يسمح للفيزيائيين بالحفاظ على البلازما الساخنة لفترة أطول، وبطاقات وكثافات أعلى من توكاماك الكربون.
التوكاماك هو جهاز اندماج على شكل دائري (دونات) يحصر البلازما باستخدام المجالات المغناطيسية، مما يسمح للعلماء بالتلاعب بالمواد شديدة السخونة وتحفيز تفاعلات الاندماج. تم تحقيق الإنجاز الأخير في WEST (بيئة التنغستن (W) في حالة التوكاماك المستقرة)، وهو توكاماك تديره هيئة الطاقة البديلة والطاقة الذرية الفرنسية (CEA).
تم حقن WEST بقوة 1.15 جيجاجول من الطاقة وحافظ على بلازما تصل إلى حوالي 50 مليون درجة مئوية لمدة ست دقائق. وحقق هذا الرقم القياسي بعد أن قام العلماء بتغليف الجزء الداخلي للتوكاماك بالتنغستن، وهو معدن ذو نقطة انصهار عالية بشكل غير عادي. استخدم باحثون من مختبر فيزياء البلازما في برينستون كاشفًا للأشعة السينية داخل التوكاماك لقياس جوانب البلازما والظروف التي جعلت ذلك ممكنًا.
وقال كزافييه ليتاودون، العالم في CEA ورئيس تنسيق التحديات الدولية في العمليات طويلة الأمد (CICLOP)، في دراسة: “إنها نتائج جميلة”. الافراج عن PPPL. “لقد وصلنا إلى نظام ثابت على الرغم من وجودنا في بيئة مليئة بالتحديات بسبب جدار التنغستن هذا.”
يحدث الاندماج النووي عندما تندمج الذرات، مما يقلل عددها الإجمالي ويطلق كمية هائلة من الطاقة في هذه العملية. ولا ينبغي الخلط بينه وبين الانشطار النووي، وهو العملية العكسية التي تنقسم بها الذرات لإنتاج الطاقة. الانشطار النووي أيضا يخلق النفايات النووية، في حين يُنظر إلى الاندماج النووي باعتباره الكأس المحتملة لأبحاث الطاقة: عملية نظيفة يمكن تحسينها لإنتاج طاقة أكثر مما يلزم لتشغيل التفاعل في المقام الأول. لذلك الضجيج حول “طاقة لا حدود لها” وتأملات متفائلة بالمثل.
وفي وقت سابق من هذا العام، قام المعهد الكوري للطاقة الاندماجية بتركيب محول تنجستين في جهاز KSTAR توكاماك، ليحل محل محول الكربون الخاص بالجهاز. يتمتع التنغستن بنقطة انصهار أعلى من الكربون، ووفقًا لمجلس البحوث الوطني للعلوم والتكنولوجيا في كوريا، فإن المحول الجديد يعمل على تحسين حد التدفق الحراري للمفاعل بمقدار الضعف. مكّن المحول الجديد لـ KSTAR فريق المعهد من الحفاظ على الأيونات العالية درجات حرارة تتجاوز 100 مليون درجة مئوية لفترة اطول.
قال لويس ديلجادو أباريسيو، العالم الرئيسي في مشروع أبحاث الفيزياء وكاشف الأشعة السينية في PPPL، ورئيس المشاريع المتقدمة في المختبر، في نفس الإصدار: “إن بيئة جدار التنغستن أكثر تحديًا بكثير من استخدام الكربون”. “هذا هو، ببساطة، الفرق بين محاولة الإمساك بقطتك الصغيرة في المنزل ومحاولة مداعبة أعنف أسد.”
هذه أوقات مثيرة للاندماج (أعلم، أعلم، الجميع يقول ذلك). ولكنها الحقيقة! كما أبلغنا العام الماضي:
قطعت الأبحاث في مجال الاندماج النووي خطوات بطيئة ولكنها مهمة؛ في عام 2022، تمكن العلماء في مختبر لورانس ليفرمور الوطني صافي اكتساب الطاقة في تفاعل الاندماج لأول مرة. ما زلنا جداً (يقرأ: جداً) بعيدًا عن الهدف المتبجح المتمثل في مصدر طاقة موثوق خالٍ من الكربون، وجاء هذا الإنجاز مصحوبًا بمحاذير، لكنه أظهر مع ذلك أن هذا المجال يمضي قدمًا.
يجب علينا أن نؤكد – كما نفعل في أي وقت نناقش فيه إمكانيات تكنولوجيا الاندماج النووي – أن طريق التقدم سيكون متعرجًا، وبطيئًا، وفي بعض الحالات غير مجدي. كل جبل له رواسبه. لن تتمكن من معرفة أهميتها في سياق التقدم إلا إذا واصلت التسلق.
أكثر: نوع جديد من مفاعلات الاندماج التي تم بناؤها في المختبر الحكومي