نظام مستدام عالي الحرارة من بلازما الاندماج النووي

من بين بدائل مصادر الطاقة المعتمِدة على الكربون، يُعد الاندماج النووي أحد أكثر المصادر قبولًا. غير أنَّ الاستفادة من طاقة الاندماج النووي في المفاعلات الكبيرة ما زالت تضع العلماء أمام العديد من التحديات العلمية، بالرغم من الأبحاث التي أجريَتْ في هذا المضمار، والتقدم المستمر في نُهُج الحصر المغناطيسي على مدى سنوات عديدة. وقد رأينا كيف أنَّ أحدث أجهزة الاندماج المغناطيسي ما زالت حتى الآن عاجزةً عن تحقيق اندماج مستدام، لأنَّ ذلك يتطلب درجة حرارة عالية، تزيد على 100 مليون كلفن، وتحكُّمًا كافيًا في حالات عدم الاستقرار، لضمان تشغيلٍ مستقر لمدة تصل إلى عشرات الثواني.

وفي هذا البحث المنشور، يشرح الباحثون تجاربهم في جهاز الأبحاث المتقدمة، المتعلقة بمفاعل «توكاماك» فائق التوصيل في كوريا، التي تمكَّنوا من خلالها إنتاج نظام اندماج قائمٍ على البلازما، يُلبي معظم المتطلبات المذكورة أعلاه. فمع توفُّر أيونات سريعة وفيرة، تعمل على تحقيق استقرار اضطرابات بلازما قلب المفاعل، استطاع العلماء توليد جسيمات بلازما عند درجة حرارة مقدارها 100 مليون كلفن، وتدوم حتى 20 ثانية، دون حدوث حالات عدم استقرار حافة البلازما أو تراكم الشوائب.

يُعَد الجمع بين انخفاض مستوى كثافة البلازما، من ناحية، وقلة مقدار الطاقة المُدخَلة اللازمة للتشغيل، من ناحية ثانية، من بين المتطلَّبات الأساسية لإنشاء هذا النظام، وهذا يتوقَّف على الحفاظ على أكبر قدر ممكن من الأيونات السريعة. وأكَّد الفريق في دراستهم أن هذا النظام نادرًا ما يتعرض للاضطراب، ويمكن أن يصبح مُستدامًا بما يؤهله للاعتماد عليه حتى بدون تحكُّم متطور، وبذلك فهو يمثل طريقًا واعدًا نحو إنشاء مفاعلات اندماج نووي، تشقُّ طريقها إلى الاستخدامات التجارية.