شركة كندية تحقق إنجازاً مهماً في طاقة الاندماج النووي التجاري، حيث تم تسخين البلازما إلى أكثر من 1 keV لأول مرة دون استخدام الليزر أو المغناطيسات فائقة التوصيل

تمكن العلماء من تسخين البلازما المحبوسة إلى أكثر من 12 مليون درجة مئوية (21.6 مليون درجة فهرنهايت). ويمثل هذا الإنجاز تجاوزاً لعتبة حاسمة في مجال طاقة الاندماج النووي التجاري. وقد تحقق هذا المعيار على يد شركة التكنولوجيا الكندية General Fusion داخل نموذجها التجريبي Lawson Machine 26 (LM26). وصل الجهاز إلى درجة حرارة إلكترونية تبلغ 1.1 كيلو إلكترون فولت (keV) قبل الوصول إلى ذروة الضغط. وفي فيزياء الاندماج، يُعد تجاوز 1 keV معياراً دولياً معترفاً به كإنجاز مهم.

لم يصل إلى هذا المعيار سوى عدد قليل من المفاعلات التجريبية حول العالم. وقال Greg Twinney، الرئيس التنفيذي لشركة General Fusion: "تمتلك General Fusion سجلاً يمتد لعشرين عاماً من الإنجازات الريادية في مجال الاندماج المستهدف الممغنط، مدعوماً بكم كبير من الأدبيات العلمية المحكمة. لقد بنينا LM26 لتحقيق إنجاز تقني مهم سيساعدنا في إقامة أول مصنع من نوعه خلال العقد المقبل، والمضي قدماً في هذا المسار".

نهج ميكانيكي جديد للاندماج

تقنية General Fusion المبتكرة

حتى الآن، استخدم كل مختبر وصل إلى هذا المعيار إما مغناطيسات فائقة التوصيل ضخمة أو ليزر عالي الطاقة. لكن General Fusion سلكت مساراً مختلفاً. فهي تستخدم نهجاً ميكانيكياً يسمى الاندماج المستهدف الممغنط (MTF). وهذا هو أول جهاز في التاريخ يستخدم الضغط الفيزيائي البطيء للوصول إلى هذه الدرجة من الحرارة. تعتمد معظم مشاريع الاندماج الحديثة على ظروف قاسية: فبعضها يطلق ليزراً هائلاً على حبيبات الوقود لبضع نانوثوانٍ، بينما تحبس أخرى البلازما في أقفاص مغناطيسية معقدة. وعلى العكس، تقوم General Fusion بحقن بلازما ممغنطة محبوسة مغناطيسياً في غرفة، ثم تضغطها باستخدام جدران معدنية صلبة متقلصة خلال بضع ميليثوانٍ.

يتجنب الضغط الميكانيكي للوقود الحاجة إلى مواد نادرة وهشة. سيستخدم المصنع التجاري حاجزاً من المعدن السائل المتداول. تستطيع هذه الطبقة امتصاص إشعاع النيوترونات الضار والحرارة الشديدة. ونتيجة لذلك، يمكن للمهندسين بناء المفاعل باستخدام معادن صناعية تقليدية.

التغلب على تحديات التشخيص

التعاون للتغلب على التحديات التقنية

يتطلب إثبات درجة حرارة التفاعل إعدادات تشخيصية دقيقة. توجد البلازما داخل غلاف معدني منهار. وبسبب هذا التطويق المحكم، كان قياس النواة دون 방해 التفاعل عقبة تقنية كبيرة. ولحل هذه المشكلة، تعاون المهندسون مع هيئة الطاقة الذرية البريطانية (UKAEA). يشغل هذا المختبر الوطني البريطاني منشأة اندماج رائدة في Culham. نشر الفريق المشترك تقنية تشتت تومسون، وهي طريقة تشخيصية معيارية ذهبية، حيث يتم تسليط حزمة ليزر عبر البلازما. ومن خلال قياس كيفية تشتت الضوء على الجسيمات عالية الطاقة، يمكن للباحثين حساب درجة الحرارة بدقة عالية.

يعتمد جهاز التشخيص على مقياس طيف متعدد الألوان مخصص تم بناؤه في مركز تميز الابتكار في التشخيص في Culham. وقد تم الآن نشر بيانات الاختبار على بوابة الشركة، وتقديمها إلى المجلات الأكاديمية لمراجعة الأقران.

سباق الانfusion النووي الدولي

تلبية الطلب العالمي على الكهرباء

يأتي هذا الاختراق في وقت يتسابق فيه المجتمع الدولي لتوفير كهرباء لا محدودة ومنخفضة الكربون لشبكات تواجه طلباً غير مسبوق. وتحظى هذه الشركة التي تتخذ من فانكوفر مقراً لها بدعم من الصندوق الاستراتيجي الكندي، وتتلقى المشورة من شركة General Atomics الأمريكية. وقد بدأ الفنيون بالفعل في تعديل جهاز LM26. يعمل المهندسون حالياً على ترقية نظام الضغط في الجهاز بهدف الوصول إلى 10 keV، أو حوالي 100 مليون درجة مئوية. سيساعد هذا الإنجاز في تلبية معيار Lawson. وهذا التوازن بين الحرارة والكثافة ووقت الحبس ضروري لإنتاج طاقة صافية.

إذا تحققت هذه الإنجازات الهندسية، تتوقع General Fusion بناء أول مصنع تجريبي تشغيلي متصل بالشبكة حوالي عام 2035.

البند	المواصفات
درجة الحرارة المحققة	أكثر من 12 مليون درجة مئوية
درجة حرارة الإلكترون	1.1 keV
نظام الضغط المستهدف	10 keV

مستقبل طاقة الاندماج النووي التجاري

يمثل التقدم الاختراقي الذي أحرزته General Fusion تقدماً كبيراً في تكنولوجيا الاندماج، خاصة في تحقيق بلازما عالية الحرارة دون معدات تقليدية عالية التكلفة. وهذا لا يُظهر فقط إمكانات الشركة في الابتكار التقني، بل يعكس أيضاً الحاجة العالمية الملحة للطاقة المستدامة. مع تعديل LM26 وخطط المصنع التجريبي المستقبلية، قد تصبح هذه خطوة مهمة نحو تجارة الاندماج النووي، وهو ما يحمل أهمية عميقة لحل أزمة الطاقة وتقليل انبعاثات الكربون.