تقريرٌ عن المنظور العالمي لأجهزة الاندماج النووي: التوكاماك والستِلّلاريتُور والتصاميم القائمة على الليزر والبديلة

يخصص التقرير الجديد فصلاً لكل فئة من التصاميم، ويتضمن تفاصيل تشمل اسم الجهاز وحالته وملكيته والبلد المضيف والمؤسسة التابع لها مع أوصاف موجزة لأهداف الجهاز وخصائصه الرئيسية. كما يقدم إحصاءات عن المنشورات ومصادر التمويل وغيرها من البارامترات التي تساعد على رسم صورة شاملة عن حالة الجهود العالمية المبذولة في مجال الاندماج النووي.

وعلى سبيل المثال، أجهزة التوكاماك والستِلّلاريتُور هي الأكثر شيوعاً وتتركز عليها معظم البحوث التي تجرى حاليًّا. وتحتوي هذه الأجهزة الحلقية على قطع مغناطيسية كبيرة تتحكم في حركة البلازما، وهي غاز مشحون ذات درجة حرارة مرتفعة، حيثما يحدث الاندماج. ويظهر التقرير أن هناك حاليًّا أكثر من 50 جهازاً من طراز توكاماك وأكثر من 10 أجهزة من طراز ستِلّلاريتُور قيد التشغيل في العالم. ويجري حاليًّا تشييد أكبر جهاز توكاماك في العالم، وهو مفاعل إيتير، في فرنسا، بمشاركة 35 بلداً.

ويتضمن نهجٌ آخر الاندماج بالقصور الذاتي، والذي يستخدم أشعة الليزر العالية القوى (أو وسائل أخرى) لتسخين وضغط الكبسولات الكروية الدقيقة التي تحتوي على حبيبات الوقود. وفي كانون الأول/ديسمبر من العام الماضي، وباستخدام هذا النهج، أحرز مرفق الإشعال الوطني في الولايات المتحدة تقدماً كبيراً في بحوث الاندماج النووي، مولِّداً حوالي 3,15 ميغا جول من الطاقة وهي ناتجة عن 2,05 ميغا جول من الطاقة المستمدة من أشعة الليزر التي تبلغ 192 حزمة. وقال عمر هوريكين، كبير العلماء في شعبة فيزياء تصميم برنامج القصور الذاتي، في مختبر لورانس ليفرمور الوطني بالولايات المتحدة الأمريكية: "نجد أنفسنا هذا العام في وضع يسمح لنا بالتحدث عن الإنجازات التي تحققت في الماضي فيما يتعلق بالبلازما المتأجِّجة، وإشعال الاندماج وتحقيق مقدار أكبر من الطاقة الناتجة عن مقدار الطاقة المستخدمة، وهذا إنجازٌ لا بد من تسليط الضوء عليه".

كما يوضح التقرير تفاصيل التصاميم البديلة التي يواصل العلماء العمل عليها لإنتاج الاندماج، مثل اصطدام حزمتين من الأيونات التي تولِّدها معجِّلات الجسيمات مع بعضها بعضاً، فيحصل الاندماج عند نقطة التصادم، أو تجربة أنواع وقود أخرى غير النظائر الهيدروجينية، مثل تلك القائمة على دمج جزيء البروتون مع جزيء البورون-11.

ولإثبات أنَّ الاندماج يمكن أن ينتج الكهرباء بصورة فعالة، تتزايد الجهود نحو تصميم وتشييد محطات قوى الاندماج الإيضاحية لتوليد الكهرباء التي تشمل اليوم أيضاً استثمارات يقوم بها القطاع الخاص. ويخصص التقرير أيضاً فصلاً للمفاهيم الاثني عشر المتعلقة بمحطات قوى الاندماج الإيضاحية في مراحل مختلفة من التشييد في جميع أنحاء العالم، مع تباين تواريخ الإنجاز المستهدفة التي تمتد على مدى العقود الثلاثة المقبلة. وقال باربارينو: "لقد أحرزنا تقدماً كبيراً في فهم الاندماج والعلم الذي يقوم عليه، ولكن لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل أن يصبح مصدراً عمليًّا لتوليد الكهرباء".

يمكنكم التعرف على مزيد من المعلومات عن الاندماج ودور الوكالة هنا.