ويأمل العلماء في بناء بوتقة انصهار تجريبية تستمد إلهامها من النجوم.
ITER - هذه هي الطريقة التي تعمل بها
لقد نجح الشرير المسلح بالصياد من فيلم Spider-Man 2، Doc Ock، تقريبًا فيما فشل فيه آلاف العلماء ولم تثمر 50 عامًا من الأبحاث حتى الآن: بناء مفاعل الاندماج النووي. ولكن العلماء الصالحين قد يستعيدون كرامتهم. من المقرر أن يبدأ فريق متعدد الجنسيات في بناء المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي المعروف باسم ITER هذا العام. الغرض من المشروع هو إثبات أنه يمكن إنتاج كمية غير محدودة تقريبًا من الكهرباء من خلال الاندماج، دون خلق النفايات المشعة الخطيرة التي تميز المفاعلات النووية التقليدية، والتي تعتمد على الانشطار.
الاندماج هو مصدر الطاقة للشمس والنجوم، وهو القوة الدافعة وراء كل نجم في الكون تقريبًا. ويسعى العلماء من خلال ITER إلى إعادة إنتاج العملية على الأرض عن طريق تسخين الهيدروجين إلى درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية. في هذا الجحيم، يتم سحق أيونات الهيدروجين معًا، وتندمج في أيون أكبر - الهيليوم - وتطلق الطاقة.
وعلى الرغم من أن العلماء نجحوا بالفعل في بناء مفاعلات اندماجية في الماضي، إلا أن أيا منها لم ينتج طاقة أكثر مما استهلك. وإذا سارت الأمور على ما يرام، فإن ITER سوف يغير ذلك. وهو مفاعل أكبر وأقوى، ويأمل العلماء أن يتمكن من إنتاج 500 ميغاوات من الكهرباء من استهلاك 50 ميغاوات. ويتم استخراج الوقود - وهو أحد نظائر الهيدروجين الثقيل - من الماء، وتصل الكمية المنخفضة من النفايات المشعة التي يتم إنشاؤها إلى مستوى آمن في غضون بضعة عقود. ومع ذلك، فإن النفايات المشعة التي تنتجها المفاعلات الانشطارية تظل خطرة لآلاف السنين.
وسيستمر المشروع 10 سنوات وتبلغ تكلفته الإجمالية 6 مليارات دولار. والهدف هو توليد الكهرباء من خلال الاندماج في منتصف هذا القرن. هناك مشكلة واحدة فقط: لم يتم التوصل بعد إلى اتفاق بين الدول المشاركة في مشروع ITER - الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة وكوريا الجنوبية واليابان والصين وروسيا - حيث سيتم بناء المفاعل. وفي العام الماضي، تم تقسيم المشروع بين مواقع في فرنسا واليابان (تفضل الصين وروسيا فرنسا بينما تدعم الولايات المتحدة وكوريا الجنوبية اليابان) وحتى الآن لم يتمكنا من سد الفجوات في المفاوضات. وهذا ليس افتتاحًا واعدًا لمشروع مشترك يأتي في المرتبة الثانية من حيث النطاق بعد محطة الفضاء الدولية.
عملية الذوبان
هكذا يتم صنع النجم الاصطناعي:
بلازما
يقوم المفاعل بإذابة نظائر الهيدروجين من خلال حرق كتلة الأيونات والإلكترونات. عند درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية، تكون البلازما أكثر سخونة من الشمس. إنه محاط بمجالين مغناطيسيين: يتم إنشاء حقل واحد بواسطة مغناطيس فائق التوصيل، والمجال الثاني يتم إنشاؤه بواسطة الشحنة المتدفقة في الحلقة.
جرس
البلازما موجودة في حاوية من الفولاذ المقاوم للصدأ بعرض 5.4 متر.
أغلفة
وتلتف صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ، المطلية بالبريليوم، حول الحلقة وتمتص النيوترونات والحرارة التي تنشرها عملية الاندماج.
لفائف مغناطيسية فائقة التوصيل
يحيط بالحلقة 43 مغناطيسًا كهربائيًا يبلغ وزنها الإجمالي 11,200 طن، وتحافظ على البلازما في مكانها في مجال أقوى بألف مرة من مجال الأرض. يتم وضع المغناطيس في ناظم البرد الضخم ويتم تبريده إلى درجة حرارة 270 درجة مئوية تحت الصفر بمساعدة الهيليوم، وذلك للسماح للشحنة بالتحرك دون مقاومة.
جدار الحماية
وتحيط قذيفة خرسانية بسمك مترين بالمفاعل بأكمله وتحجب النيوترونات المتبقية من أجل حماية العمال والمعدات الخارجية.
