لقد شهد الانصهار النووي بعض التقدم المثيرويبدو أن وعد الطاقة النظيفة والفعالة زحف أقرب إلى الواقع. لكن المتشككين يشيرون إلى القضايا العملية التي قد لا نحاولها بجد بما يكفي لحلها – القضايا التي ستؤثر حتماً على مفاعلاتنا عند وصولهم أخيرًا.
يركز اقتراح جديد قدمه Terence Tarnowsky ، وهو فيزيائي نووي في مختبر Los Alamos الوطني ، على جزء رئيسي من المشكلة: العثور على إمدادات من التريتيوم ، وهو مكون أساسي للانصهار. Tarnowsky ، الذي سيقدم خارطة الطريق الخاصة به الأسبوع المقبل في ACS خريف 2025 يقترح المؤتمر الاستفادة من آلاف الأطنان من النفايات النووية ، بما في ذلك وقود المفاعل المستهلك ، باستخدام ذرات النوم في الداخل لدعم إنتاج التريتيوم. مع التعديلات الصحيحة على جهاز يشبه المعجل ، يمكن أن تخلق هذه الاستراتيجية بشكل موثوق مصدرًا مكتفيًا ذاتيًا للنظير الثمين.
في مفاعل الانصهار الناجح ، يقوم التريتيوم والدوتيريوم – نظيرات الهيدروجين الخفيفة الوزن – بإعداد حمولة عملاقة من الطاقة في هذه العملية. على النقيض من ذلك ، تعمل النباتات النووية الحالية على الانشطار ، أو تقسيم الذرات الثقيلة مثل اليورانيوم ، والتي تولد أيضًا قدرًا كبيرًا من الطاقة ولكنها تنتج منتجات ثانوية مشعة طويلة الأمد. وأوضح تارنوفسكي ل Gizmodo خلال مكالمة فيديو.
وفي الوقت نفسه ، يتم تظليل وعد الانصهار بسبب نقص لا مفر منه في التريتيوم ، وهو نظير هيدروجين نادر للغاية وغير مستقر. وقال تارنوفسكي: “لا يوجد سوى عشرات الكيلوغرام (من التريتيوم) – الطبيعية والاصطناعية – على الكوكب بأكمله”. ولا يساعد ذلك في أن التجارب النووية في جميع أنحاء العالم تحترق من خلال تلك الإمدادات الصغيرة بمعدل ينذر بالخطر. “إذن ، من المفترض أن يأتي هذا التريتيوم؟”
تربية يعد Tritium in Labs خيارًا قابلاً للتطبيق ، ولكن مرة أخرى ، هناك سبب وجيه للغاية لم يجدنا الوصفة المثالية ؛ قال تارنوفسكي إنه “وقود صعب للتعامل معه”.
“إذا كنت تولد التريتيوم الآن ، فليس الأمر كما لو أنه يمكنك خبأه في حاوية لمدة 30 عامًا من الآن ، لأنه يتحلل إلى الهيليوم 3 بسرعة كبيرة” ، أوضح. “ولديه أيضًا كيمياء الهيدروجين. يحب الهيدروجين الخروج من الأشياء ؛ إنه يحب أن تتعثر في الجدران. لذلك من الصعب التعامل معه.” بالنسبة للسياق ، يبلغ نصف عمر التريتيوم 12.3 عامًا ، مما يعني أنه يتحلل إلى نصف مبلغه الأصلي في ذلك الوقت.
يجمع اقتراح Tarnowsky بين النظريات السابقة مع التطورات التكنولوجية الحديثة. ببساطة ، تتمثل الفكرة في استخدام مسرع الجسيمات لإحداث تحلل ذرات اليورانيوم والبلوتونيوم داخل النفايات النووية ، مما يؤدي إلى سلسلة من رشقات النيوترون وغيرها من التحولات النووية التي من شأنها أن تنتج في النهاية ذرات التريتيوم. سيتم تغطية النفايات بملح الليثيوم المنصهر لحماية العملية من التعرض المفرط إلى الإشعاع الضار ، وفقًا لما قاله تارنوفسكي.
مع التصميم الصحيح ، يمسك Tarnowsky بهذه الطريقة “تنتج أكثر من 10 أضعاف تريتيوم مثل مفاعل الانصهار في نفس الطاقة الحرارية ، “كما هو موضح في البيان الصحفي. ومع ذلك ، يعترف بأن خارطة الطريق هذه ستتطلب التزامات جريئة من القطاعين العام والخاص.
وقال تارنوفسكي إن اقتصاد الاندماج لا رجعة فيه في بعض النواحي. وقال تارنوفسكي: إنه بالتأكيد ليس شيئًا حيث “يمكن للمرء أن يقلب مفتاحًا ولديه نظام نسخ احتياطي إذا حدث خطأ ما بشكل رهيب في تربية التريتيوم”. “تحتاج إلى التخطيط للمستقبل من خلال إطار زمني طويل للغاية.”
وقال إنه كلما طالت مدة انتظارنا ، كلما نحفر أنفسنا بشكل أساسي في حفرة. “في كل عام ، نستمر في تشغيل محطات الطاقة النووية الخاصة بنا – بطريقة آمنة للغاية! – سنجعل أيضًا المزيد من الوقود المستهلك كل عام ، (والذي يزيد من حوالي 2000 طن متري سنويًا. وبالتالي فإن الالتزامات تزداد سوءًا كل عام.”
كل ما قيل ، لا يزال Tarnowsky متفائلًا بمستقبل الانصهار النووي – وفي الحقيقة ، استكمال انتقالنا نحو الطاقة النظيفة.
“كما تعلم ، كما تعلمون ، قبل 10 سنوات ، لم يكن هذا النوع من التكنولوجيا المقترحة في هذا المجال قد يتلقى هذا الاهتمام كثيرًا ؛ وكان الناس حذرين من محطات الطاقة النووية”. “ثم ذهبوا لحرق الفحم القذر. حسنًا ، ماذا ستفعل؟ لكننا نجري هذه المحادثة الآن ، والناس لا يتفاعلون مع الخوف فقط.”