إنجاز تاريخي.. علماء أمريكيون ينجحون في توليد الطاقة من الاندماج النووي
أعلن علماء أمريكيون اليوم الثلاثاء عن تحقيق إنجاز علمي كبير يمثل اختراقًا في مجال الاندماج النووي، يمهد لإحداث ثورة في إنتاج الطاقة على كوكب الأرض قد تمكن البشرية من الاستغناء عن الوقود الأحفوري ومصادر الطاقة التقليدية. وفقًا لبيان صادر عن وزارة الطاقة الأمريكية.
ونجح العلماء في مختبر لورانس ليفرمور في كاليفورنيا، التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، في إنتاج تفاعل اندماج نووي أدى إلى زيادة صافي الطاقة.
BREAKING NEWS: This is an announcement that has been decades in the making.
On December 5, 2022 a team from DOE's @Livermore_Lab made history by achieving fusion ignition.
This breakthrough will change the future of clean power and America’s national defense forever. pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ— U.S. Department of Energy (@ENERGY) December 13, 2022
ووفقًا لشبكة CNN فقد قال العلماء إن نتيجة التجربة تشكل خطوة هائلة في إطار الجهود البشرية التي استمرت لعقود لإنهاء الاعتماد على الوقود الأحفوري، والتوصل إلى مصدر لا نهائي من الطاقة النظيفة، من خلال محاكاة الاندماج النووي الذي يمد الشمس بالطاقة.
وأوضح مختبر لورانس ليفرمور في تغريدة على حسابه بموقع تويتر أنّ التجربة التي أجراها العلماء الأسبوع الماضي أنتجت من خلال الاندماج النووي كمية أكبر من الطاقة المستخدمة في أجهزة الليزر لبدء التفاعل.
On Dec. 5, 2022, a team at LLNL's @lasers_llnl conducted the first controlled fusion experiment in history to achieve fusion ignition. Also known as scientific energy breakeven, the experiment produced more energy from fusion than the laser energy used to drive it. pic.twitter.com/t9htICEcuh
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December 13, 2022
اختراق عظيم
وذكرت وزارة الطاقة الأمريكية في بيان لها أن تجربة انصهار نووي نتجت عنها طاقة أكبر مما تم استهلاكه، وهو ما يمثل اختراق كبير في مجال الطاقة النووية.
وقالت وزيرة الطاقة، جينيفر غرونهولم، إن الاختراق العلمي في مجال الاندماج النووي، يمثل “اختراقًا عظيمًا سيسجل في كتب التاريخ”، وقد يمثل ثورة كمصدر للطاقة النظيفة، بما يعزز جهود إنهاء الاعتماد على الوقود الأحفوري.
وقالت الوزيرة إن الاختراق حدث “لأننا استثمرنا في مختبراتنا الوطنية وفي أبحاثنا.. وغدًا سنستمر في العمل من أجل مستقبل تكون فيه الطاقة من خلال هذا الاندماج النووي”.
وأضافت: “لحسن الحظ، الاستثمار في القطاع الخاص كبير، ووصل إلى 3 مليارات دولار العام الماضي، وسمعنا أيضًا من الأساتذة العلماء أن الطلبة مهتمون بهذا الأمر.. وإدارة بايدن وهاريس تريد أن تستغل هذه الفرصة، وإعلان اليوم هو خطوة عظيمة إلى الأمام نحو الهدف الرئيسي، وهو تحقيق الاستقلال على صعيد الطاقة خلال عقد من الزمان”.
WATCH: Energy Sec. Jennifer Granholm says scientists at a federal research facility have achieved a history-making fusion energy breakthrough.
"Simply put, this is one of the most impressive scientific feats of the 21st century," she says. https://t.co/u0XLlqunJQ pic.twitter.com/VsooOzdD9f
— PBS NewsHour (@NewsHour) December 13, 2022
فيما اعتبر كيم بوديل، مدير مختبر لورانس ليفرمور، أن هذا الإنجاز هو الأول من نوعه في مجال الاندماج النووي، ويأتي بعد عقود من الأبحاث والتجارب، مشيرًا إلى أن العلماء حققوا “مكاسب صافية للطاقة” من التجربة التي جرت في إطار مشروع بمنشأة الإشعال الوطنية، في مختبر لورنس ليفرمور الوطني.
BREAKING NEWS: @ENERGY and @NNSAnews today announced the achievement of #FusionIgnition at @lasers_llnl — a major scientific breakthrough decades in the making that will pave the way for advancements in national security and clean energy: https://t.co/ree9UAJSkf pic.twitter.com/w3oBH06pe8
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December 13, 2022
من جانبها قالت الدكتورة أراتي برابهاكار، المستشار العلمي للبيت الأبيض، إن هذا الاختراق العلمي مثال رائع لما يمكن أن تحققه المثابرة و”أعجوبة لا تصدق”، وفقًا لـ”واشنطن بوست“.
وأوضحت أن الاختراق جاء تتويجًا لجهود استمرت لعقود حتى نجحت الأسبوع الماضي في توليد طاقة ناتجة عن الاندماج النووي.
وأضافت أن الطاقة الناتجة الناجمة أكبر من تلك التي جرى استعمالها، وذكرت أن الهدف من هذا الاندماج هو استخدام أسلوب مشابه لعملية التفاعل النووي، التي تنتج عنها طاقة الشمس.
وأضافت أن الطاقة التي ستنتج عن عملية الدمج في هذا الكشف ستكون من مصادر الطاقة النظيفة الخالية تمامًا من الانبعاثات الكربونية، والتي كان يسعى العلماء للوصول لها منذ خمسينيات القرن الماضي.
الانشطار والاندماج
وحول كيفية تولد الطاقة خلال التجربة التي تم الإعلان عنها قال الباحثون إن العملية استخدمت 200 شعاع ليزر، بعضها من أقوى حزم الليزر على الأرض، وقامت بتحويل هذه الطاقة إلى حبيبات، مما خلق درجات حرارة مماثلة لحرارة النجوم.
ووضعت التجربة 2.05 ميجا جول من الطاقة إلى الهدف، وأسفرت عن 3.15 ميجا جول من ناتج طاقة الاندماج- مما أدى إلى توليد أكثر من 50% من الطاقة التي تم وضعها فيه، وهو ما يعرف بمكسب الطاقة الصافي.
This first-of-its kind feat will provide unprecedented capability to support @NNSANews' Stockpile Stewardship Program and will also provide invaluable insights into the prospects of clean #FusionEnergy. pic.twitter.com/kNX8zxVhKV
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December 13, 2022
ولتوضيح أهمية هذا الاختراق في مجال الاندماج النووي يوضح العلماء أن الاندماج لا يولد انبعاثات من ثاني أكسيد الكربون، أو غيره من غازات الدفيئة، إلى الغلاف الجوي، مثلما يحدث في حالة الانشطار النووي الذي يمد العالم بالكهرباء حاليًا. وفقًا لموقع “الحرة“.
وتعمل محطات الطاقة النووية الحالية من خلال الانشطار، وهو تقسيم الذرات الثقيلة لتوليد الطاقة. وخلال الانشطار، يصطدم النيوترون بذرة يورانيوم ثقيلة، ويقسمها إلى ذرات أخف ويطلق الكثير من الحرارة والطاقة في نفس الوقت.
بينما يعمل الاندماج في الاتجاه المعاكس، حيث ينتج عنه سحق ذرتين (غالبًا ذرتي هيدروجين) معًا لإنشاء عنصر جديد (غالبًا الهيليوم) بنفس الطريقة التي توّلد بها النجوم الطاقة.
وفي هذه العملية، تفقد ذرتا الهيدروجين كمية صغيرة من الكتلة، ويتم تحويلها إلى طاقة، ونظرًا لأن سرعة الضوء التي تجري بها العملية كبيرة جدًا، فإن كمية صغيرة من الكتلة المفقودة يمكن أن ينتج عنها كم كبير من الطاقة.
