لقد بدأ بناء أفضل مضيف لجهاز الاندماج النووي في الصين بشكل شامل
في الأول من أكتوبر ، تم إحداث اختراق رئيسي في بناء جهاز الانصهار النووي في الصين بشكل أفضل.
تم تثبيت القاعدة التي تزيد وزنها عن 400 طن بنجاح وسيتم استخدامها لحمل أفضل مضيف يبلغ وزنه إجمالي حوالي 6700 طن ، مما يمثل بداية شاملة للبناء لمضيف الآلات الثقيلة في هذا البلد الرئيسي.
في المستقبل ، سيكون هذا الجهاز أول عرض تم التحقق من صحته دوليًا لتوليد طاقة الانصهار النووي ، ومن المتوقع أن يضيء الضوء الأول من خلال الانصهار النووي بحلول عام 2030.
الانصهار النووي: كلمة المرور النهائية لاستكشاف الطاقة الكونية
من لغز الحرق المستمر للشمس لمدة 4.6 مليار سنة إلى السعي النهائي للإنسانية للطاقة النظيفة "غير المنتهية" ، كان الاندماج النووي دائمًا أحد أكثر الاتجاهات البحثية المذهلة في مجال العلوم. ليس فقط القوة الدافعة الأساسية للنجوم أن تنبعث منها الضوء والحرارة في الكون ، ولكن أيضًا تقنية القطع - التي لديها القدرة على تغيير مشهد الطاقة البشرية تمامًا.
ببساطة ، يشير الانصهار النووي إلى عملية النوى الذرية الأخف (مثل نظيرات الهيدروجين ديوتيريوم وتريتيوم) التغلب على التنافر الإلكتروستاتيكي (تنافر الكولوم) بين النوى في درجات حرارة عالية للغاية وضغوط ، وتصادم وتندمج في النوى الذرية الكثيفة (مثل الهليوم) ، مع إحياء كميات Enorthous من الطاقة. تتبع هذه العملية معادلة الطاقة الشاملة لـ Einstein "E=mc ²" - سيتم إصدار الكتلة الكلية للنواة الجديدة المنصهرة قليلاً أقل قليلاً من مجموع طاقة الكثافة التي يتم استخدامها حاليًا من قبل Humans.
لفهم شدة الطاقة للانصهار النووي ، هناك حاجة إلى مجموعة واحدة فقط من مقارنة البيانات: الطاقة التي يتم إطلاقها بواسطة تفاعل الانصهار من 1 كيلوغرام من مزيج التريتيوم الديوتيريوم تعادل الحرارة الناتجة عن احتراق 27000 طن من الفحم القياسي أو الطاقة التي تم إنشاؤها بواسطة الاحتراق الكامل من 120 طن من الغاز ؛ ومع ذلك ، فإن الطاقة التي تصدرها وقود الانشطار النووي من نفس الجودة (مثل اليورانيوم - 235) هي فقط حوالي 1/4 من تلك التي تم إصدارها بواسطة الاندماج النووي. والأهم من ذلك ، أن مصادر الوقود للانصهار النووي لا حصر لها تقريبًا - يوجد الديوتيريوم على نطاق واسع في مياه البحر على الأرض ، ويحتوي كل لتر من مياه البحر على الديوتيريوم الذي يمكن أن يطلق الطاقة المكافئة لـ 300 لتر من البنزين عبر الانصهار. يمكن للدوتيريوم الموجود في مياه البحر في جميع أنحاء العالم تلبية احتياجات الطاقة للإنسانية لأكثر من مليون عام ؛ على الرغم من أن التريتيوم نادر للغاية في الطبيعة ، إلا أنه يمكن تحضيره بشكل مصطنع من خلال رد فعل الليثيوم (عنصر وفيرة في قشرة الأرض) مع النيوترونات ، ولا توجد مشكلة "نقص في الوقود".
ومع ذلك ، فإن تحقيق الانصهار النووي القابل للمراقبة ليس مهمة سهلة ، ويشكل التحدي الأساسي في "كيفية إنشاء الظروف القاسية والحفاظ عليها للانصهار النووي". داخل الشمس ، يخلق انهيار الجاذبية درجة حرارة عالية تبلغ 15 مليون درجة مئوية وضغط مرتفع قدره 250 مليار من الأجواء ، وذلك بشكل طبيعي "ظروف الإشعال" للانصهار النووي ؛ لكن على الأرض ، لا يمكن للبشر تكرار مثل هذه الجاذبية القوية ويمكنهم محاكاة البيئات القاسية فقط من خلال الوسائل التكنولوجية. حاليا ، هناك اتجاهان للبحث السائد:
نوع واحد هو اندماج الحبس المغناطيسي ، يمثله المفاعل التجريبي الحراري الحراري (ITER) ، المعروف باسم "الشمس الاصطناعية". يستخدم مجالًا مغناطيسيًا قويًا للغاية (أقوى حوالي 100000 مرة من المجال المغناطيسي للأرض) لحصر البلازما (الحالة الرابعة للمادة حيث يتم فصل النوى الذرية والإلكترونات) مع درجة حرارة تصل إلى 150 مليون درجة مئوية من التلامس في غرفة التلامس والسبب في تبريدها ، وتجنب تدوير ، وتجنب ارتفاع درجة الحرارة ، وينتسب. البلازما لتلبية الشروط المطلوبة لتفاعلات الانصهار. في عام 2023 ، حققت جهاز "الشمس الاصطناعية" الصينية (الشرق) عملية مستمرة للبلازما عند 120 مليون درجة مئوية لمدة 403 ثانية ، حيث سجل رقما قياسيا عالميا ووضع الأساس للتجارب اللاحقة للـ ITER.
نوع آخر هو اندماج الحبار بالقصور الذاتي ، ويمثله مرفق الاشتعال الوطني (NIF) للولايات المتحدة. إنه يركز 192 ليزرًا مرتفعًا - على هدف التريتيوم في ديوتيريوم بقطر بضع ملليمترات فقط ، ويسخن الهدف إلى 30 مليون درجة مئوية ويضغطه على 100 مرة من الكثافة في الأسواق في فترة قصيرة من الوقت ( غير ممكن. في ديسمبر 2022 ، حقق NIF "كسب الطاقة الصافي" لأول مرة - تجاوزت الطاقة التي تم إصدارها بواسطة تفاعلات الاندماج طاقة ليزر المدخلات ، مما يمثل اختراقًا كبيرًا في مسار الحبس بالقصور الذاتي.
بالإضافة إلى كثافة الطاقة العالية والوقود الوفير ، فإن الانصهار النووي يتمتع أيضًا بالسلامة النهائية والود البيئي. على عكس الانشطار النووي ، ستنتهي تفاعلات الانصهار النووي على الفور بمجرد فقدان الظروف القاسية (مثل انقطاع المجال المغناطيسي أو توقف الليزر) ، ولا يوجد خطر من "الانهيار الأساسي" ؛ منتج التفاعل الرئيسي هو الهيليوم (غير- الغاز الخامل السام وغير الضار) ، والذي لا ينتج عن النفايات الإشعاعية الطويلة- مثل الانشطار النووي وليس له أي تلوث تقريبًا للبيئة.
على الرغم من أن البشر لم يحققوا بعد توليد الطاقة بالاندماج النووي تجاريًا (من المتوقع أن يتطلب ذلك ما بين 30 إلى 50 عامًا من التقدم التكنولوجي)، فإن كل خطوة من التقدم في الاندماج النووي، بدءًا من الاندماج الطبيعي للشمس وحتى الإنجازات التدريجية في المختبر، تدفع البشرية أقرب إلى هدف "حرية الطاقة". في المستقبل، عندما تنتشر محطات طاقة الاندماج النووي في جميع أنحاء العالم، ستتحرر البشرية تمامًا من الاعتماد على الوقود الأحفوري، وستحل المشكلات العالمية مثل تغير المناخ ونقص الطاقة، وتستهل حقبة جديدة تعتمد على الطاقة النظيفة وغير المحدودة.
