معلومات

قد تكون مرافق الاندماج المدمجة هي الحل للطاقة اللامحدودة

قد تكون مرافق الاندماج المدمجة هي الحل للطاقة اللامحدودة

إن إيجاد طريقة لتطوير طاقة رخيصة غير محدودة هو هدف العديد من العلماء حول العالم. في الوقت الحالي ، فإن أفضل رهان لتحقيق ذلك هو عبر منشأة توكاماك الاندماجية التي من شأنها أن تحصد تفاعلات الاندماج التي تغذي الشمس والنجوم.

راجع أيضًا: هل خطة مارك جاكوبسون لاستخدام 100٪ من الطاقة المتجددة أمر سهل؟

ولكن هل هذا ممكن حقًا وكيف يمكن إنتاج هذه المرافق بسرعة أكبر وبتكلفة منخفضة لتوفير طاقة لا حدود لها فعليًا؟

قام الفيزيائي جون مينارد من مختبر برينستون لفيزياء البلازما (PPPL) التابع لوزارة الطاقة الأمريكية بفحص هذه الأسئلة بالإضافة إلى فحص مفهوم توكاماك مدمج مزود بمغناطيسات فائقة التوصيل عالية الحرارة (HTS).

يجب على الولايات المتحدة بناء منشأة مدمجة

يمكن لمغناطيسات كهذه إنتاج حقول مغناطيسية أعلى ضرورية لإنتاج تفاعلات الاندماج والحفاظ عليها وهو أمر مستحيل في منشأة اندماج توكاماك المدمجة. نُشر عمل مينارد في Philosophical Transactions of the Royal Society A.

قال مينارد: "هذه هي الورقة الأولى التي توثق كميًا كيف يمكن للموصلات الفائقة الجديدة أن تتفاعل مع الضغط العالي الذي تنتجه التوكاماك المدمجة للتأثير على كيفية تحسين التوكاماك في المستقبل".

"ما حاولنا تطويره كان بعض النماذج البسيطة التي تلتقط جوانب مهمة من التصميم المتكامل.

كان لأبحاث مينارد بالفعل تأثير كبير على القطاع. لاحظ مدير مختبر برينستون لفيزياء البلازما ، ستيف كاولي ، أن عمل ميناردس قد أثر على تقرير الأكاديميات الوطنية للعلوم الأخير الذي دعا إلى تطوير مصنع تجريبي للاندماج لتوليد الكهرباء بأقل تكلفة ممكنة.

تبدأ الفوائد والحدود في الفهم

ذهب كاولي إلى القول إن البحث الأخير قدم الجوانب التقنية الأساسية المطلوبة لتوكاماك أصغر بكثير باستخدام مغناطيس عالي الحرارة. تختلف التوكاماك المدمجة عن منشآتها الأكثر تفصيلاً من خلال وجود جهاز محفور على شكل تفاحة بدلاً من دونات توكاماك النموذجية.

يمكنهم إنتاج بلازما عالية الضغط ضرورية لتفاعلات الاندماج مع حقول مغناطيسية منخفضة نسبيًا وفعالة من حيث التكلفة. تدمج هذه التفاعلات العناصر الخفيفة في شكل بلازما لتحرير الطاقة. يهدف العلماء بشكل أساسي إلى إنشاء نجم على الأرض لتوليد الكهرباء لكل شيء من المنازل إلى الصناعة.

يمكن أن تستمر طاقة الاندماج لملايين السنين دون أي انبعاثات غازات دفيئة. الورقة الأخيرة لميرانديس هي امتداد لعمله السابق. تتطرق الورقة الأخيرة إلى التفاصيل حول التضحيات التي سيكون عليها اختيار التصميم المضغوط باستخدام مغناطيس HTS.

قال مينارد: "نحن ندرك أنه لا يوجد ابتكار واحد يمكن الاعتماد عليه لتحقيق بعض الاختراقات لجعل الأجهزة أكثر إحكاما أو اقتصادية".

"عليك أن تنظر إلى نظام متكامل كامل لمعرفة ما إذا كنت تحصل على فوائد من المجالات المغناطيسية الأعلى." هناك الكثير لنتعلمه وتجربته في هذا المجال البحثي.

يعتبر عمل مينارد خطوة مهمة في دفع العالم نحو الاستخدام الواقعي لقوة الاندماج. يقر الفيزيائي بأن هناك سنوات من العمل أمامه والآخرين قبل أن يتم تطوير نموذج العمل ، ولكن من الضروري الاستمرار في المضي قدمًا.

قال مينارد: "يجب أن يصبح الاندماج أكثر جاذبية ، لذا من المهم تقييم فوائد النسب المنخفضة وما هي المقايضات."


شاهد الفيديو: اكثر الدول العربية استخداما للطاقة المتجددة أكبر 20 دولة منتجة للطاقة المتجددة في العالم (سبتمبر 2021).