ومن أجل إحداث اندماج نووي في المختبر، لا بد من إيجاد طرق لتقريب الذرات من بعضها البعض، بطريقة تجعل من الممكن التغلب على التنافر بينها. إحدى الطرق هي استخدام مغناطيس قوي، والذي سيدفع الذرات معًا. هناك طريقة أخرى تبدو اليوم واعدة أكثر، وهي استخدام الليزر
الطاقة النووية، وليس كما كنت أعتقد
ليس هناك شك في أنه في العقود القادمة سيتعين على البشر إجراء تغيير كبير في كل ما يتعلق بمصادر الطاقة لدينا. إن الوقود الأحفوري - الفحم والنفط والغاز الطبيعي - ينضب ويختفي بمعدل متسارع. ولا تزال مصادر الطاقة المتجددة - مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمياه - بعيدة كل البعد عن تلبية الطلب المتزايد. وفي المستقبل المنظور، لا شك أن المصدر الوحيد الذي سيكون قادراً على توفير الكميات الهائلة من الكهرباء التي تحتاجها البشرية هو الطاقة النووية. يتم الحصول على الطاقة المنتجة حاليًا في القنابل النووية، وكذلك في محطات الطاقة النووية، من الانشطار النووي - ويتم إطلاقها عندما نقوم بتفكيك نواة الذرة الثقيلة، اليورانيوم أو البلوتونيوم، إلى نوى أصغر. ومع ذلك، يمكن أيضًا إنتاج نفس الطاقة، وربما أكثر، في العملية المعاكسة - اندماج نوى الذرات الصغيرة في نواة واحدة كبيرة. وتحدث هذه العملية بشكل دائم في الشمس، حيث تندمج ذرات الهيدروجين لتكوين نوى الهيليوم. ويحدث ذلك أيضًا في القنبلة الهيدروجينية، التي تطلق طاقة أعلى بكثير من القنبلة النووية العادية.
منح للحصول على
المشكلة الرئيسية في الاندماج النووي هي أنه يتطلب الحفاظ على درجة حرارة وضغط مرتفعين للغاية. تتكون نوى الهيدروجين من البروتونات - وهي جسيمات ثقيلة ذات شحنة موجبة. عندما يتم جمع هاتين النواتين معًا، تتنافر الشحنات الموجبة مع بعضها البعض، ويجب استثمار الكثير من الطاقة للتغلب على التنافر. توفر الحرارة والضغط في قلب الشمس مثل هذه الطاقة، وفي القنبلة الهيدروجينية يتم إنشاء الظروف بفضل التفاعل الأولي للانشطار النووي العادي. لكن عندما يحدث ذلك - لا يكون لدينا سيطرة على عملية اندماج نوى الهيدروجين. أحد التحديات الكبرى التي يواجهها العلم والتكنولوجيا اليوم هو إنشاء عملية اندماج نووي خاضعة للرقابة، والتي يمكن تسخيرها لإنتاج الكهرباء. والمشكلة هي أن كل المحاولات، حتى الآن، لإنتاج الطاقة في عملية اندماج متحكم فيها، كانت تتطلب استثمارًا في الطاقة أكبر بكثير من الناتج الذي يتم الحصول عليه من الاندماج نفسه. والآن يبحث العلماء عن طرق لتحسين العملية وجعلها جديرة بالاهتمام.
الاشتعال البطيء
ومن أجل إحداث اندماج نووي في المختبر، لا بد من إيجاد طرق لتقريب الذرات من بعضها البعض، بطريقة تجعل من الممكن التغلب على التنافر بينها. إحدى الطرق هي استخدام مغناطيس قوي، والذي سيدفع الذرات معًا. هناك طريقة أخرى تبدو اليوم واعدة أكثر، وهي استخدام الليزر. يقود هذه الطريقة مرفق الإشعال الوطني الأمريكي (NIF). وفي مرافق المعهد، يتم توجيه 192 شعاع ليزر قوي إلى كرة واحدة صغيرة، يبلغ قطرها حوالي مليمتر واحد، تحتوي على ذرات الهيدروجين. وبتعبير أدق، فهو يحتوي على أشكال فريدة من الهيدروجين، تعرف باسم الداتاريوم والتريتيوم، والتي تكون نواتها أثقل من الهيدروجين العادي (وهي ذرات الهيدروجين التي ينتج منها الماء الثقيل)، وتكون قوتها التنافرية أصغر. عندما يقوم الليزر بتسخين الكرة إلى درجة حرارة عالية جدًا، يتم إنشاء ظروف ضغط داخلها تسمح لنواة الهيدروجين بالاندماج في نوى الهيليوم. وتتحرك نوى الهيليوم بسرعة عالية بالقرب من الجدار الكروي، ويمكن "حصد" طاقتها وتحويلها إلى حرارة. ومع ذلك، على الرغم من حدوث هذه العملية، فإن الطاقة المستثمرة في الليزر أعلى بكثير من تلك التي يتم الحصول عليها في نهاية المطاف من الاندماج النووي على هذا النطاق.
خطوة صغيرة
في الآونة الأخيرة، توصل علماء NIF إلى إنجاز مهم - حتى لو كان أوليًا للغاية. ولأول مرة، تم الحصول على طاقة أعلى في العملية من تلك التي سخنت الحبيبة نفسها. مع هذا، تجدر الإشارة إلى أن الناتج كان أعلى بكثير من ذلك الذي وصل إلى الحبيبات، لكنه لا يزال أقل بعشرات المرات مما تم استثماره في العملية برمتها. "لأول مرة، تم إثبات التسخين باستخدام جسيمات ألفا (نواة الهيليوم) هناك"، يوضح البروفيسور أرييه زيغلر من الجامعة العبرية، والذي تم عرض تقدمه مؤخرًا في مؤتمر نظمه في القدس. "في يوم من الأيام، تتمتع هذه العملية بإمكانية عالية جدًا للوصول إلى إنتاجية عالية من الطاقة. وميزته الكبيرة هي استخدام جزيئات مثل الديوتيريوم والتريتيوم، وهي شائعة جدًا ورخيصة نسبيًا، ولا يبدو أنها سوف تتحلل في المستقبل المنظور. تتمتع عملية الاندماج النووي بعدة مزايا أخرى كبيرة مقارنة بالانشطار، والأهم من ذلك - أنها لا تستخدم مواد نادرة مثل اليورانيوم والبلوتونيوم، اللتين تعد عمليات استخراجهما وتخصيبهما مكلفة للغاية، كما أنها تنبعث منها إشعاعات مشعة أقل بكثير، وبالتالي فهي آمنة للغاية ليستخدم. ومع ذلك، فحتى الأكثر تفاؤلاً يتفقون على أن الأمر سيستغرق سنوات عديدة لإتقان العملية إلى الحد الذي يجعلها فعالة من حيث الطاقة وجديرة بالاهتمام اقتصاديًا. ولكن حتى هذه الرحلة الطويلة ستتكون من خطوات صغيرة، وسيتم تحقيق واحدة منها على الأقل في التقدم الأخير.
تعليقات 19
فيما يتعلق بمفاعل نووي بارد.
تعطي القراءة انطباعًا خاطئًا بأن المفاعل النووي لا يمكن أن يكون إلا أحد نوعين: مفاعل انشطاري أو مفاعل اندماجي. الوضع مختلف: من الناحية النظرية من الممكن وجود مفاعل نووي من نوع التحويل.
عملية التبادل النووي هي عملية بدائية تخضع فيها النوى الذرية لتغيير النظائر (أي تتم إضافة النيوترونات إلى الذرة الأصلية أو يتم طرح النيوترونات من الذرة الأصلية). كل نواة ذرية لها قيمة طاقة تسمى طاقة الربط. يؤدي التغير النظائري إلى تغيير طاقة الربط، وإذا انخفضت طاقة الربط، فإن طاقة الربط الزائدة يمكن (جزئيًا على الأقل) أن تكون طاقة ينشئها المفاعل ليستخدمها أولئك الذين يقومون بتشغيله.
قد يعمل مفاعل أندريا روسي آي كات النووي البارد من خلال التبادل النووي. هذه المنطقة لا تزال غير واضحة. على الأرجح، قبل وقت طويل من معرفة ما يحدث في مفاعل "E-Kat"، سيتم استخدام هذا المفاعل. من المفترض أن يتم بيع عمال المناجم E-Kat للجمهور في غضون عام أو عامين، إذا لم تكن هناك تأخيرات غير متوقعة.
"الحرارة والضغط في قلب الشمس يوفران مثل هذه الطاقة" - هذا غير صحيح. درجة الحرارة والضغط في مركز الشمس منخفضان للغاية ويحدث الاندماج بفضل تأثير النفق الكمي. ولهذا السبب فإن الشمس "تحترق ببطء" وتعيش أكثر من 10 مليارات سنة. في النجوم التي تكون فيها الحرارة والضغط مرتفعين بدرجة كافية، تنتهي عملية الاندماج النووي خلال بضع عشرات الملايين من السنين فقط.
عساف
أنا لا أمنعك من إبداء الرأي، أنا فقط ناقشت ذلك قبل أن تقرر شيئا في الأحكام لتتعلم قليلا
في الميدان. بعض الأخبار التي تستشهد بها بثقة هي معلومات خاطئة وادعاء أساسي
إن حصول الليزر الموجود في NIF على دعم مالي لأنه يحتوي على تطبيقات عسكرية هو أمر لا أساس له من الصحة.
لقد خططنا لاستخدام الليزر في مشروع حرب النجوم ولكن ذلك كان لغرض الاعتراض
المركبات الفضائية والأقمار الصناعية على أية حال، تم وضع المشروع المذكور أعلاه على الرف، وليس لأشعة الليزر في NIF أي علاقة بهذه المشكلة. هذا
صحيح أن في أوروبا هناك مشروع Iter منافس، لكن لا أعتقد أنه من الممكن تحديد ذلك بشكل مؤكد
وأكثر من ذلك دون فهم المجال الذي فضل فيه المشروع، ولكن كما ذكرنا، يحق للجميع التعبير عن رأيهم
رأيه
يا رفاق، بدلًا من القتال، حاولوا العمل معًا. أغلق الحبات بالمغناطيس وقم بتسخينها بالليزر، وستحصل على فشار رائع، مذاب وبارد.
"وانظر إلى ذلك، مع أنني لست صحفياً ولا عالماً، أسمح لنفسي بالتعبير عن رأيي" - هل منعك أحد هنا من التعبير عن رأيك؟ وعلى العموم فإن الذي قال (الذي يصادف أنه يفهم الفيزياء أكثر منك) قال:
"بسبب المشاكل، تحاول المشاريع المختلفة أساليب مختلفة ولا ينبغي أن يتم تحديد طريقة معينة بشكل حاد وحاسم أفضل من طريقة أخرى." وأنت لا توافق على ذلك. (وإذا سمحت لي بالتعبير عن رأيي: فأنت لا تفهم الفيزياء وأنت أحمق بعض الشيء)
إلى إيهود، مشروع إيتر لديه شركاء من جميع الدول الرائدة في العالم، لقد انسحب الأمريكيون وبعد أن أدركوا أنهم سيتركونهم عادوا إلى المشروع، ويمكنك أن ترى من هذا، على الرغم من أنني لست صحافي ولا عالم، أسمح لنفسي بالتعبير عن رأيي، يبدو أن هناك ديمقراطية في إسرائيل.
لوريم،
وهذا يعني الاندماج البارد الذي يتم إجراؤه عند درجة حرارة منخفضة (أقل من 001 درجة).
لا مانع من إنشاء جهاز يصل إلى درجة حرارة عالية ضمن درجة حرارة الغرفة، وداخل هذا الجهاز تتم عملية الذوبان، بحيث يتم توجيه الحرارة التي سيتم توليدها إلى استمرار العملية...
عساف
وبما أنك، وفقًا لك، لست صحفيًا ولا عالمًا، فلن أتسرع في تقديم ادعاءات لو كنت مكانك
مثل "طريقة الليزر يتم تجربتها فقط في أمريكا، ولم تحقق حتى الآن نجاحا مبهرا في الأبحاث
الليزر مرصود في الميزانية بسبب التطبيق العسكري."
وكما ذكرت لك فإن محاولات توليد الطاقة بالاندماج النووي هي أفكار قديمة ومختلفة
تمت مواجهة مشاكل مختلفة، عدم الاستقرار المغناطيسي والهيدرودينامي، وعدم القدرة على التركيز بشكل كاف
نقطة الطاقة عن طريق الليزر وعدم الاستقرار. بسبب المشاكل، تحاول المشاريع المختلفة الأساليب
مختلفة ولا ينبغي أن يُذكر بشكل واضح وحاسم أن طريقة معينة أفضل من طريقة أخرى.
لا أذكر من هو الشخص الذي سُئل في المقابلة "متى ستنتج البشرية الطاقة من الاندماج النووي؟"
لكنه أحد قادة مشروع الاندماج، هكذا أجابت هناء: متى
سيكون هذا ضروريا." واليوم، ونظراً لأسعار النفط، فإن الاستثمار في الاندماج كمصدر للطاقة
ليس ضروري. وبمجرد أن يصبح ذلك ضروريا لوجود البشرية، فإنها سوف تستثمر مواردها
الضرورية (والأموال الضخمة) ومن ثم فمن المرجح أن يتغلبوا على المشاكل.
أما فيما يتعلق بالاندماج البارد، فكما ذكرنا هنا فهو ضرب من الخيال ولا داعي للاستمرار فيه.
الاندماج البارد هو استحالة مادية. حوالي أكثر بقليل من السفر بسرعة تتجاوز سرعة الضوء.
ومن ناحية أخرى، فإن الاندماج النووي الساخن ممكن ويتمتع بمزايا تجعل من المستحيل فهم التباطؤ في تطوير هذه التكنولوجيا. أتوقع من مختلف الحكومات في جميع أنحاء العالم بذل جهد على غرار "مشروع مانهاتن" لتطوير التكنولوجيا.
بالنسبة للتجربة الفرنسية (العملية بآلية الليزر) هذا ما قيل على شبكة H (في برنامج الساعة العالمية قبل سنوات قليلة) وعلى كل حال يتم الحديث عن استخدام الليزر في التكنولوجيا العسكرية . وفي "حرب النجوم" لرونالد ريغان، ومن المعروف أن الصين تستطيع إبهار الأقمار الصناعية، لذلك فإن أبحاث الليزر ستحظى بميزانية عسكرية.
"بما أنني لست صحفيًا ولا عالمًا. هؤلاء هم الباحثون عن العلوم الشعبية. سيظهر بحث Google أن جميع التفاصيل التي كتبتها موثوقة. القطع النووي (لا يوجد شيء اسمه قطة باردة). يتم تنفيذه في إنجلترا في كوريا الجنوبية وأكثر من ذلك بكثير. وفي كوريا الجنوبية خفضوا درجة الحرارة لتقليل مقاومة المغناطيس. على أية حال، بدأت مبادرة الاندماج النووي برمتها في روسيا، واليوم يجري تنفيذ مشروع ضخم في فرنسا لاختبار القدرة الاقتصادية والتكنولوجية. القدرة التقنية لهذه التكنولوجيا.
ليس هناك شك في أن الاندماج النووي البارد سيحدث ثورة في جميع مجالات الإنسانية.
ومن المثير للاهتمام، كم عدد الميزانيات التي تستثمرها الحكومات لهذا الدائن؟
عساف
لا أعلم شيئا عن النتائج في هذا المجال... وأود أن أحصل على معلومات عنها. الطاقة من الاندماج النووي دائما
هو 40 عامًا في المستقبل وظل كذلك طوال الخمسين عامًا الماضية. الفرنسيون بالفعل
لقد أجروا تجربة نووية، لكن على حد علمي، فإن الاختبار لا علاقة له بالليزر، سأكون سعيدًا
الحصول على معلومات حول ذلك أيضا. واليوم تعد التجربة في NIF هي الأكثر تقدمًا في هذا المجال على حد علمي.
لم يكن تركيز الليزر موحدًا، لكن أعتقد اليوم أنهم قادرون على تركيز حوالي 180 شعاع ليزر
في نقطة واحدة..
عندما أجرى الفرنسيون تجربة ذرية (ربما هيدروجينية) (في عهد الشرك)، كان التنشيط بمساعدة آلية الليزر، لذلك هناك بنية تحتية بحثية، في مجال الاندماج النووي بالليزر، وقد أثارت تلك التجربة غضب الأستراليين، ففجروا في المحيط أمام الشعاب المرجانية.
ايهود صحيح أن هناك صعوبة معينة في استقرار القوة المغناطيسية ولكن هناك بالفعل نتائج في المجال مع توليد كهرباء رمزي ولكن هناك أيضا مشاكل في استقرار الليزر (التركيز ليس موحدا) )، وفي العالم تركز معظم الأبحاث على الحفاظ على البلازما بقوة مغناطيسية.
لوريم
هناك دائمًا سبب للبحث عن طرق بديلة (إلا إذا كنت مديرًا تنفيذيًا لشركة حفر/تكرير النفط، كما كتبت).
هذه هي القوة الدافعة وراء العلم والإنسانية.
התהליך המגנטי כל-כך מוצלח, עד שאם יזדרזו לפתח את השיטה יזכו לראות את כור הכוח המסחרי הראשון הרחק בשנות הארבעים המאוחרות של המאה הזו, וזה בעולם שבו הבעייתיות של ניצול דלקים פוסיליים לשם הפקת אנרגיה ידועה ומוכרת לכל מי שהוא לא מנכ”ל של חברת نفط.
لا يوجد حقًا سبب للبحث عن طرق بديلة.
عساف،
لا يتم تنفيذ الاندماج النووي على الإطلاق باستخدام طريقة القوة المغناطيسية. أولا تشكل المجالات المغناطيسية فقط
إمكانات (نوع من الأوعية التي تلتقط الغاز) تلتقط البلازما الساخنة. يتم تلقي التدفئة من التيارات
الكهرباء والإشعاع الكهرومغناطيسي (الميكروويف). إن الاندماج بالحبس المغناطيسي له مشاكل معقدة
من عدم الاستقرار المغناطيسي الذي ظلوا متشابكين معه لعقود من الزمن دون حل. استخدام الانصهار
يعد الليزر اتجاهًا واعدًا أكثر بكثير في الوقت الحالي.
ومن المثير للاهتمام أن الاندماج النووي يتم بشكل منتظم باستخدام طريقة القوة المغناطيسية، والعملية ناجحة لدرجة أن هناك مشروع دولي لمفاعل اندماجي في فرنسا (إيتر)، وطريقة الليزر يتم اختبارها فقط في أمريكا، و ولم يحقق بعد نجاحاً مبهراً، إذ إن أبحاث الليزر مدرجة في الميزانية بسبب التطبيق العسكري.