من نحن | هيئة التحرير | اتصل بنا | الثلاثاء 23 أكتوبر 2018 10:16 مساءً
منوعات

طرق في إجبار الذرّات على الاندماج

نافدة اليمن / رويترز الثلاثاء 15 مايو 2018 03:34 مساءً

في عمليّة الاندماج النووي، تتعرض «غيمة» من ذرّات الهيدروجين إلى حرارة ملايين الدرجات المئوية، فتنقسم ذراتها، لتنتج إلكترونات بشحنة كهرباء سلبيّة، مع أنوية بشحنات كهرباء موجبة. ومن المستطاع السيطرة على تلك الجسيمات المشحونة بواسطة حقول مغناطيسيّة قويّة تجعلها تطفو بعيداً عن قلب المفاعل. وبناء على طريقة التدخل المغناطيسي، تقسّم مفاعلات الاندماج إلى نوعين هما: «توكاماك» Tokamak و «شتلاراتور».


ويعمل «توكاماك» عبر أسر «غيمة» الهيدروجين بتمرير تيار كهربائي فيها، ما يخلق حقلاً مغناطيسياً بداخلها يكون بمقدوره التحكّم في تلك «الغيمة». في المقابل، يزَوّد «شتلاراتور» بمجموعة معقدة من الملفات المغناطيسيّة التي تتحكّم بـ «غيمة» الهيدروجين من خارج قلب المفاعل.

حتى وقت قريب، كان «توكاماك» الذي اخترعه علماء الاتحاد السوفياتي السابق في ستينات القرن العشرين هو السائد في اختبارات الاندماج النووي.

 من الماضي الروسي


حاضراً تحاول مؤسّسة «يورو فيوجن» التنسيق بين المفاعل «جيت» JET الإنكليزي للاندماج النووي تجريبيّاً، ومفاعل «آيتير» ITER، الجاري تشييده حاضراً في فرنسا بمشاركة 35 دولة (بأسلوب «توكاماك»)، ومفاعل «شتلاراتور» الألماني.

ويوضح البروفسور طوني دونّيه، مدير «يورو فيوجن»، أنّه «في «توكاماك» تتعرض «غيمة» الهيدروجين لشيء من عدم الاستقرار... ربما يكون من الأفضل أن نتحكم بالـ «غيمة» عبر حقول مغناطيسية خارجيّة كلياً، بطريقة الـ «شتلاراتور».

لكن «شتلاراتور» ليس جديداً. إذ ظهر في 1950 بفضل العالّم ليمان سبايتزر، الذي أوصل الفكرة إلى «مختبر برنستون لفيزياء الذرّة». وظلّت قيد التداول العلمي خلال العقدين التاليين، حين ظهر «توكاماك» وأعطى نتائج أفضل. منذها، تراجع «شتلاراتور»، لكنه عاود الظهور إثر تحديث تقني في تصميمه أُنجِزَ بفضل الحواسيب الخارقة. ولا يعني ذلك مجرد استبدال «توكاماك» بـ «شتلاراتور» مستقبلاً، لأن هناك خبرة علميّة مديدة في التعامل مع «توكاماك» في مجال انتاج الطاقة. وكذلك ليس الأمر أن «شتلاراتور» ليس لديه ما يقدمه في ذلك المجال. فمع زيادة المدّة الزمنيّة للاحتفاظ بـ «غيمة» الهيدروجين الفائقة السخونة، يصبح بإمكان البحّاثة إنجاز دراسة متأنية عنها. ويتوقّع أن تصل تلك المدّة إلى نصف ساعة في «شتلاراتور»، فيما لم يحقّق «توكاماك» سوى دقيقة.