يلبي احتياجات البشرية من الطاقة النظيفة لملايين السنين.. ما هو الاندماج النووي؟
يعد الاندماج النووي نوعا من التفاعلات النووية حيث تصطدم فيه نواتان خفيفتان معًا لتشكيل نواة واحدة أثقل في عملية يمكن أن توفر قدرا كبيرا من الطاقة النظيفة القادرة على التخفيف من حدة التغيرات المناخية.
وتكون نتائج هذا التفاعل عادة نوى مركبة غير مستقرة وبالتالي فإنها تتحلل إلى نوى أكثر استقرارًا وينتج عن هذا الاندماج إطلاق طاقة لأن كتلة النواة الجديدة أقل من مجموع كتلتي النواتين الأصليتين.
وبحسب تقرير للوكالة الدولية للطاقة الذرية، تستمد الشمس وسائر النجوم طاقتها من تفاعل الاندماج النووي.
وقالت الوكالة إنه لكي يقع الاندماج في قلب الشمس التي تشرق على كوكبنا “يتطلب الأمر تصادم النويات بعضها ببعض في درجات حرارة عالية جدا تتجاوز عشرة ملايين درجة مئوية تمكنها من التغلب على التنافر الكهربائي فيما بينها وإذا تغلبت النويات على هذا التنافر وصارت المسافات بينها قريبة للغاية تبلغ قوة التجاذب النووي بينها مستوى يفوق التنافر الكهربائي بما يتيح لها أن تندمج معا”.
وأضافت أن الظروف اللازمة لعملية الاندماج في قلب الشمس تتحقق “بسبب مستوى الضغط البالغ الارتفاع الذي ينتج عن جاذبية الشمس الهائلة”.
وعليه وفي حال أمكن استنساخ هذا التفاعل على كوكب الأرض يمكن أن يؤدي ذلك إلى توفير “طاقة لا حدود لها تقريبا وتتسم بكونها نظيفة ومأمونة وميسورة التكلفة لتلبية الطلب العالمي على الطاقة”، حسب المصدر ذاته.
ومن المتوقع أن يلبي الاندماج احتياجات البشرية من الطاقة لملايين السنين.
حجم الطاقة المولدة
يتوفر وقود الاندماج بكثرة ومن السهل الحصول عليه ومتواجد في (الديوتيريوم) ويمكن استخراجه بتكلفة زهيدة من مياه البحر.
أما (التريتيوم) فيمكن إنتاجه من الليثيوم الموجود بوفرة في البيئة الطبيعية.
ويشار إلى أن الديوتيريوم والتريتيوم نوعان من الهيدروجين الثقيل.
ويولد الاندماج طاقة لكل كيلوغرام واحد من الوقود أكبر بأربعة أضعاف من الطاقة التي يولدها الانشطار النووي وأكبر بحوالي أربعة ملايين ضعف من الطاقة التي تولد من حرق النفط والفحم.
ومن الناحية النظرية فباستخدام بضعة غرامات فقط من هذين المتفاعلين يمكن إنتاج كمية من الطاقة تبلغ تيراغول واحد وهي تقريبا كمية الطاقة التي تكفي لتلبية احتياجات شخص واحد من سكان البلدان المتقدمة النمو لفترة تزيد على 60 عاما.
ولن تنتج عن مفاعلات الاندماج في المستقبل نفايات نووية قوية الإشعاع وطويلة العمر كما لا تنجم عنها انبعاثات من ثاني أكسيد الكربون أو غيره من غازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي.
وتجري حاليًا أكبر تفاعلات الاندماج في المفاعل التجريبي الحراري النووي الدولي (مفاعل إيتير) في فرنسا بهدف إثبات إمكانية إنتاج طاقة الاندماج من الناحية العلمية والتكنولوجية.
وبدأ بناء هذا المفاعل في عام 2013 ويستخدم مزيجا من نظم التسخين والمغناطيسات القوية وغيرها من الأجهزة لإحداث تفاعلات الاندماج التي تطلق الطاقة في أنواع البلازما الفائقة الحرارة.
ومن المتوقع أن تبدأ المرحلة التجريبية للمفاعل في عام 2027.
Our new drone video is out! Have a look at the most recent developments at the #ITER fusion project. https://t.co/TukBtPSs25 #bigscience #engineering #fusionenergy #ITERAssembly #scienceforsociety #tokamak #vacuumvessel #WeAreITER
— ITER (@iterorg) November 18, 2021
ويبلغ وزن المفاعل التجريبي (إيتير) 23 ألف طن وطوله قرابة 30 مترا.
وسيقع مفاعل الاندماج النووي هذا وسط موقع تبلغ مساحته 180 هكتارا.
ويعد أحد الأهداف الرئيسية لمفاعل (إيتير) هو إثبات أن تفاعلات الاندماج يمكن أن تنتج طاقة أكثر بكثير من الطاقة التي تورد لبدء عملية التفاعل.