في وقت سابق من هذا الصباح، أعلنت المنظمة الدولية للمفاعلات النووية الحرارية التجريبية (إيتر) ما كان معروفًا منذ فترة طويلة: سيتم تأخير تشغيل أكبر مفاعل توكاماك في العالم لفترة أطول، مما سيؤدي إلى إطالة عمليات آلة الاندماج النووي المنتظرة لمدة عشر سنوات على الأقل.
إن المفاعل النووي الحراري النووي الحراري الدولي (ITER) عبارة عن جهاز اندماج مغناطيسي ضخم على شكل حلقة دائرية يسمى توكاماك. تستخدم أجهزة توكاماك المجالات المغناطيسية للتحكم في البلازما شديدة السخونة بطريقة تحفز الاندماج النووي، وهو تفاعل تتحد فيه نواتان خفيفتان أو أكثر لتكوين نواة جديدة، مما يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة في هذه العملية. يُنظر إلى الاندماج النووي كمصدر طاقة خالٍ من الكربون قابل للتطبيق، ولكن هناك العديد من التحديات الهندسية والاقتصادية التي يجب التغلب عليها لجعل ذلك حقيقة واقعة.
تم تحديد الخط الأساسي السابق للمشروع – الإطار الزمني والمعايير داخله – في عام 2016. أدى الوباء العالمي الذي بدأ في عام 2020 إلى مقاطعة الكثير من عمليات ITER الجارية، مما أدى إلى تأخير الأمور بشكل أكبر.
مثل تم عمل تقرير بواسطة مجلة ساينتفك امريكانتبلغ تكلفة مشروع ايتر أربعة أضعاف التقديرات الأولية، وتشير الأرقام الأخيرة إلى أن المشروع سيتجاوز 22 مليار دولار. وفي مؤتمر صحفي عقد في وقت سابق اليوم، أوضح بييترو باراباسكي، المدير العام لمشروع ايتر، سبب التأخير وخط الأساس المحدث للمشروع للتجربة.
وقال باراباسكي: “منذ أكتوبر 2020، أصبح من الواضح علنًا ولأصحاب المصلحة لدينا أن أول بلازما في عام 2025 لم يعد من الممكن تحقيقه”. “تم إعادة تصميم خط الأساس الجديد لإعطاء الأولوية لبدء عمليات البحث”.
وقال باراباسكي إن خط الأساس الجديد سيخفف من المخاطر التشغيلية ويجهز الجهاز للعمليات باستخدام الديوتيريوم والتريتيوم، وهو نوع من تفاعلات الاندماج. وقال إنه بدلاً من إجراء أول بلازما في عام 2025 كـ”اختبار قصير منخفض الطاقة للآلة”، سيتم تخصيص المزيد من الوقت لبدء التجربة وسيتم تزويدها بقدرة تسخين خارجية أكبر. سيتم تأجيل الطاقة المغناطيسية الكاملة ثلاث سنوات، من عام 2033 إلى عام 2036. ستظل عمليات اندماج الديوتيريوم-الديوتيريوم في موعدها المحدد حتى عام 2035 تقريبًا، بينما سيتم تأجيل بدء عمليات الديوتيريوم-التريتيوم أربع سنوات، من عام 2035 إلى عام 2039.
يتم دفع تكاليف مشروع ITER من قبل الدول الأعضاء فيه: الاتحاد الأوروبي، والصين، والهند، واليابان، وكوريا الجنوبية، وروسيا، والولايات المتحدة. التقدم المحرز في مشروع ITER يكون يتم تصنيعها، وإن كان ببطء، وبتكاليف أكبر مما كان متوقعًا في البداية.
وفي وقت سابق من هذا الأسبوع، أعلنت منظمة ايتر لقد تم شحن ملفات المجال الحلقي الخاصة بمفاعل التوكاماك ـ وهي عبارة عن مغناطيسات ضخمة تساعد في توفير الظروف اللازمة لكي يحتفظ الجهاز بالبلازما ـ أخيراً، بعد عشرين عاماً من العمل. وسوف يتم تبريد الملفات التي يبلغ ارتفاعها 56 قدماً (17 متراً) إلى -452.2 درجة فهرنهايت (-269 درجة مئوية) ثم لفها حول الوعاء الذي يحتوي على البلازما، مما يسمح لعلماء المفاعل الحراري النووي الدولي بالتحكم في التفاعلات داخله.
إن حجم البنية التحتية هائل بقدر استثمارها؛ فأكبر مغناطيس كتلة باردة موجود حاليًا هو مكون يزن 408 أطنان (370 طنًا) من تجربة أطلس التابعة لمنظمة سيرن، ولكن المغناطيس المكتمل حديثًا في إيتر – الحجم الإجمالي للملفات الحقلية الحلقية – لديه كتلة باردة تبلغ 6614 طنًا (6000 طن).
وتتلخص الأهداف المتوقعة التي حددتها ITER في إثبات نوعية الأنظمة التي يتعين دمجها في عمليات الاندماج على نطاق صناعي، وتحقيق معيار علمي يسمى Q≥10، أو 500 ميغاواط من طاقة الاندماج من الآلة مقابل 50 ميغاواط من طاقة التسخين في البلازما، وتحقيق Q≥5 في حالة التشغيل المستقر للجهاز. وهذه ليست أهدافاً سهلة التحقيق، ولكن تجارب الاندماج النووي في إعدادات المختبر، في التوكاماك و استخدام الليزرتساعد هذه الأبحاث العلماء على التقدم نحو تفاعلات الاندماج التي تنتج طاقة أكبر مما يتطلبه الأمر لتشغيل التفاعلات نفسها.
والآن، نأتي إلى التحذيرات الإلزامية بشأن الفرق بين التقدم نحو الجدوى العلمية للاندماج وفائدته الفعلية في تلبية الطلب العالمي على الطاقة، كما ذكرنا يوم الاثنين:
هناك حقيقة ساخرة ـ أعيد صياغتها حتى أصبحت مبتذلة ـ تقول إن الاندماج النووي كمصدر للطاقة لن يتحقق إلا بعد خمسين عاماً. فهو بعيد كل البعد عن تكنولوجيات اليوم، وكما هي الحال مع الحبيب السابق الذي لا يمكن إصلاحه، يُقال لنا دائماً “إن الأمر سيكون مختلفاً هذه المرة”. والغرض من مشروع إيتر هو إثبات الجدوى التكنولوجية للطاقة الاندماجية، ولكن الأهم من ذلك أنه لا يزال من الممكن أن يكون هناك المزيد من العمل في المستقبل. لا إن الطاقة النووية ليست مجرد مصدر للطاقة، بل إنها قابلة للتطبيق على شبكة الكهرباء.
وفي تصريحاته، أشار باراباسكي أيضًا إلى أن المادة التي تغطي البلازما في مفاعل توكاماك إيتر سوف تكون الآن مصنوعة من التنغستن، وليس البريليوم، “لأنه من الواضح أن التنغستن أكثر ملاءمة لآلات “التجربة التجريبية” المستقبلية وأجهزة الاندماج التجاري في نهاية المطاف”. والواقع أن مفاعل توكاماك ويست قد تمكن في شهر مايو/أيار الماضي من الحفاظ على بلازما تزيد عن ثلاثة أضعاف ما كان عليه في السابق. أكثر حرارة من قلب الشمس لمدة ست دقائق باستخدام غلاف من التنغستن، و تم استبدال توكاماك KSTAR في كوريا محول الكربون الخاص به مصنوع من مادة التنغستن.
كما ذكر موقع Gizmodo سابقًا، فإن الاندماج النووي هو مجال جدير بالاهتمام من أجل البحث والتطوير، ولكن لا ينبغي الاعتماد عليها إن الاندماج النووي كان بمثابة مصدر للطاقة من أجل إبعاد البشر عن الوقود الأحفوري، الذي يتسبب في ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي. لقد أصبح العلم يتقدم، ولكن الاندماج النووي كان من المفترض أن يكون بمثابة سباق ماراثون فائق السرعة، وليس سباقًا قصيرًا.
أكثر: ما الذي يجب أن تعرفه عن إعلان وزارة الطاقة الأمريكية عن الاندماج النووي الكبير