أضواء على الأبحاث

تصميم مبسط جديد لمفاعلات الاندماج النووي

  • Published online:

اقترح باحثون تصميمًا مبسطًا لمفاعلات الاندماج النووي، يعتمد على المغانط الدائمة القوية.

فلا تزال هذه المفاعلات في مرحلة تطوير النماذج الأولية منها. وتقوم فكرتها على حصر البلازما داخل مجالٍ مغناطيسي حلقيّ الشكل، وتسخينها إلى درجة حرارة تبلغ ملايين الدرجات، لدمج النويات الذرية الخفيفة وتحويلها إلى نوياتٍ أثقل، وتوليد كمياتٍ هائلة من الطاقة.

وأحد التصميمات الواعدة لتلك المفاعلات، وهو مفاعل «الستيلاريتور»، يتطلب عادًة ملفاتٍ متطورة فائقة التوصيل، لجعل البلازما تنحني في أثناء حركتها داخل الحلقة.

وبينما كان الباحث مايكل زارنستورف -من مركز أبحاث ماكس بلانك برينستون لفيزياء البلازما في ولاية نيو جيرسي الأمريكية- يساعد ابنه على تنفيذ مشروعٍ للمشاركة في معرضٍ علمي، أدرك أنَّ المغانط الدائمة المصنوعة من النيوديميوم والبورون أصبحت تتمتع بقوةٍ كافية للمساعدة على تطوير تلك المفاعلات. لذا، يتضمن التصميم النظري الذي وضعه فريقه ملفاتٍ حلقية أبسط فائقة التوصيل، بالإضافة إلى مغانط دائرية الشكل متصلة من الخارج بالوعاء المُفرَّغ المجوف الحاوي للبلازما. ومثل المغانط في الثلاجات، والتي يمكن لوجهٍ واحد منها فقط الالتصاق بالمعادن، ستنتج هذه المغانط الدائرية مجالها المغناطيسي بالأساس داخل الوعاء.

ويضيف العلماء أنَّ هذا التصميم من شأنه أن يزيد من سهولة تصنيع الملفات فائقة التوصيل، وأن يوفر مزيدًا من المساحة حول الوعاء المُفرَّغ، لتكون متاحةً لأي مكوناتٍ أساسية أخرى قد تتضمنها مفاعلات الاندماج النووي المستقبلية.

Phys. Rev. Lett. 124, 095001 (2020)