صناعة

آلة ألمانيا الجديدة تجعلنا أقرب إلى الاندماج النووي

آلة ألمانيا الجديدة تجعلنا أقرب إلى الاندماج النووي


أثبتت دراسة جديدة أننا قد نكون أقرب إلى طاقة الاندماج بشكل كبير من أي وقت مضى.

في العام الماضي ، عززت ألمانيا اندماجًا نوويًا ضخمًا. يمكن أن يحتوي المفاعل على بلازما هيليوم عالية الطاقة وعالية الحرارة ، مما يجعله نجاحًا أوليًا. لكن هل عملت بشكل صحيح منذ ذلك النجاح الأولي؟

قام فريق من الباحثين من الولايات المتحدة وألمانيا بفحص الآلة ، التي يمكن أن تحمل مستقبل الاندماج النووي (وبالتالي ، "طاقة نظيفة" غير محدودة). أنتج المصمم Wendelstein 7-X (W 7-X) التصاميم المغناطيسية المتوقعة بدقة فائقة. حسب الباحثون معدل الخطأ ليكون أقل من واحد في 100000.

[الصورة مقدمة من اتصالات الطبيعة]

كتب الباحثون في: "على حد علمنا ، هذه دقة غير مسبوقة ، سواء من حيث الهندسة المدمجة لجهاز الاندماج ، وكذلك في قياس الطوبولوجيا المغناطيسية" اتصالات الطبيعة.

ما هو الدور الذي يلعبه المجال المغناطيسي في الاندماج النووي؟ لماذا اهتم الباحثون بالنظر إلى ذلك بدلاً من التفاعل نفسه؟ تحتفظ الحقول المغناطيسية بالبلازما لفترة كافية لحدوث الاندماج النووي. تهدف المغناطيسية من الجهاز إلى تكرار المغناطيسية التي تستخدمها الشمس لإجراء الاندماج على سطحها ، وإن كان على نطاق أصغر بكثير.

يتحكم المبرد W 7-X في البلازما عن طريق إنتاج مجالات مغناطيسية ثلاثية الأبعاد بدلاً من مجال ثنائي الأبعاد. غالبًا ما يمكن العثور على الحقول ثنائية الأبعاد في مفاعلات توكاماك ، وهو نوع يستخدمه الفريق كنقطة مقارنة لـ W 7-X.

تسمح المجالات الملتوية ثلاثية الأبعاد لأجهزة stellerator بالتحكم في البلازما بدون تيار كهربائي. تحتاج مفاعلات توكاماك إلى الكهرباء لتثبيت البلازما. ومع ذلك ، تتأثر الحقول بأي انقطاعات أو قصور داخل التيار. بدون الحاجة إلى تدفق كهربائي ثابت ، تكون أجهزة التثبيت أكثر استقرارًا من نظيراتها ثنائية الأبعاد.

[الصورة مقدمة من معهد ماكس بلانك / المشاع الإبداعي]

استخدم الفريق ، المؤلف من باحثين من وزارة الطاقة الأمريكية ومعهد ماكس بلانك لفيزياء البلازما في ألمانيا ، شعاعًا إلكترونيًا لقياس خطوط مجال المفاعل. ثم استخدموا قضيب الفلورسنت "لمسح" الخطوط وتحديد شكل المجالات المغناطيسية.

قال الفيزيائي سام لازرسون ، الذي قاد ما يقرب من نصف التجارب: "لقد أكدنا أن القفص المغناطيسي الذي بنيناه يعمل حسب التصميم". "يعكس هذا مساهمات الولايات المتحدة في W7-X ويسلط الضوء على قدرة PPPL [معمل برينستون لفيزياء البلازما] على إجراء تعاون دولي."

شغف الاندماج النووي مجالات العلوم والهندسة لما يقرب من ستة عقود. استقطبت فكرة الطاقة النظيفة اللامحدودة الكثيرين ، بما في ذلك (وليس من المستغرب) عالم الفيزياء النظرية وبطل العلوم ستيفن هوكينج. في مقابلة عام 2010 مع تايم ، قال هوكينغ:

"أود أن يصبح الاندماج النووي مصدرًا عمليًا للطاقة. سيوفر إمدادًا لا ينضب من الطاقة ، دون تلوث أو ارتفاع درجة حرارة الأرض."

على عكس الانشطار النووي ، لا ينتج الاندماج أي منتج ثانوي مشع أو نفايات.

يُعد W 7-X أكثر الأمثلة تفاؤلاً لمفاعل الاندماج النووي. ومع ذلك ، حتى فريق البحث يشير إلى أن الاندماج النووي سيستغرق وقتًا طويلاً وأن "المهمة قد بدأت للتو".

ليس W 7-X هو مفاعل الاندماج النووي الوحيد الذي احتل عناوين الصحف. يمكن لمفاعل ITER tokamak الفرنسي أيضًا حبس البلازما لفترة كافية للحفاظ على تفاعل الاندماج. يمكنك القيام بجولة افتراضية في ITER في الفيديو أدناه:

راجع أيضًا: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يحقق اختراقًا مهمًا في الاندماج النووي

عبر اتصالات الطبيعة


شاهد الفيديو: لحظة تفجير محطة للطاقة النووية في ألمانيا