استغرق الأمر عشرين عامًا، لكن تصميم وتسليم المغناطيسات الحلقية الضخمة لمشروع الطاقة الاندماجية الدولي قد اكتمل. توجد الملفات التسع عشرة الآن في جنوب فرنسا، وفقًا لـ إطلاق ITER، مما مهد الطريق لمشروع الاندماج النووي الضخم لإنتاج البلازما الأولى… في نهاية المطاف.
ايتر هو مشروع تعاوني يضم 35 دولة لبناء مفاعل نووي مفاعل توكاماك لاختبار جدوى الاندماج النووي كمصدر للطاقة. المفاعل توكاماك عبارة عن حاوية على شكل دونات تحتوي على بلازما مشتعلة تعمل بالوقود الناتج عن تفاعلات الاندماج.
الاندماج النووي هو تفاعل يحدث عندما تتحد نواة خفيفة لذرتين أو أكثر لتكوين نواة واحدة، مما يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة في هذه العملية. لا ينبغي الخلط بين هذا والانشطار النووي، الذي يطلق الطاقة والنفايات المشعة عن طريق تقسيم النوى الثقيلة. يحدث الاندماج النووي بشكل طبيعي – إنه التفاعل الذي يمد النجوم بالطاقة – ولكن ليس على الأرض. ومع ذلك، يمكن للفيزيائيين والمهندسين تحفيز الاندماج النووي في إعدادات المختبر، في التوكاماك و استخدام الليزرقد يبدو الأمر سخيفًا، لكن هذا ليس الجزء الصعب. تكمن الحيلة الحقيقية في تسهيل تفاعلات الاندماج التي تنتج طاقة أكبر مما تتطلبه عملية التحفيز، مما ينتج نظريًا طاقة لا حدود لها.
تستخدم أجهزة التوكاماك المغناطيس لاحتواء البلازما والتحكم فيها. سيتم تبريد ملفات المجال الحلقي في ITER – وهي المغناطيسات المستخدمة في التجربة – إلى -452.2 درجة فهرنهايت فقط (-269 درجة مئوية)، مما يجعلها فائقة التوصيل. سيتم لف الملفات التي يبلغ ارتفاعها 56 قدمًا (17 مترًا) حول الوعاء على شكل دونات والذي يحتوي على البلازما، مما يسمح لعلماء ITER بالتحكم في الاندماج داخل الوعاء الفراغي.
سيكون ITER أكبر من أي مفاعل توكاماك آخر، مع مغناطيس لولبي مركزي يتكون من ست وحدات مغناطيسية يبلغ وزن كل منها 110 أطنان. سيبلغ وزن المفاعل بالكامل 23000 طن، وستولد مغناطيساته مجالًا مغناطيسيًا. أقوى بحوالي 300000 مرة من تلك التي يولدها كوكبنا بالكامل. سيتم تسخين البلازما إلى 302 مليون درجة فهرنهايت (150 مليون درجة مئوية)، أي 10 مرات أكثر سخونة من قلب الشمس. كان من المتوقع أن يحمل ITER أول بلازما له في العام المقبل، مع أول تفاعل اندماجي له من المقرر أن يتم تنفيذه في عام 2035وفقًا لخط الأساس المحدث الذي تم تقديمه في مجلس ITER الرابع والثلاثين في الشهر الماضي. سيتم الإعلان عن جدول الأساس المحدث علنًا في مؤتمر صحفي هذا الأربعاء 3 يوليو.
كان ايتير قدَّم وقد بدأ المشروع في عام 1985 على يد جورباتشوف ورونالد ريجان، على الرغم من أنه لم يتم تحديد موقع المشروع إلا في عام 2005. وبعد مرور ما يقرب من 20 عامًا، لم يتم استضافة التجارب في مفاعل توكاماك بعد. تم الإبلاغ عنه بواسطة مجلة ساينتفك أمريكانلقد تضاعفت تكلفة مشروع ايتر أربع مرات منذ بدايته، حيث تشير التقديرات الأخيرة إلى أن المشروع سيصل إلى أكثر من 22 مليار دولار، وقد ساهمت العيوب الفنية وجائحة كوفيد في التأخير.
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 أي حبيب سابق لا يمكن إصلاحه، يقال 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.
يُنظر إلى الاندماج النووي باعتباره الكأس المقدسة لفيزياء الطاقة، ووسيلة لإنهاء اعتمادنا على الوقود الأحفوري. ولكن لن يأتي قريبا بما فيه الكفاية إلى عنوان أزمة المناخ المتفاقمةبعبارة أخرى، حتى لو أثبت مشروع إيتر تقدماً هائلاً على الجانب الهندسي، فإنه لا يشكل سوى جزء واحد من عقدة جورديان من المشكلة. لا أريد أن أكون متشائماً بشأن الاندماج النووي ـ فنحن ندرك أن الاندماج النووي ليس مجرد عملية معقدة. نكون تقترب، كما يتضح من منشأة الإشعال الوطنية نقطة التعادل التكنولوجية في عام 2022– ولكن لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه.
أكثر: هل سيصبح الاندماج النووي مصدر الطاقة للعالم يومًا ما؟