مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

29 خبر
  • هدنة وحصار المضيق
  • فيديوهات
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • زيارة بوتين إلى الصين

    زيارة بوتين إلى الصين

علماء الفيزياء يحققون إنجازا هاما في مجال تطوير الطاقة عالميا!

يقترب علماء الفيزياء الذين يعملون على نوع من مفاعل الاندماج يسمى النجمي (stellarator)، من تسخير قوة الاندماج النووي.

علماء الفيزياء يحققون إنجازا هاما في مجال تطوير الطاقة عالميا!
صورة تعبيرية / EDUARD MUZHEVSKYI / SCIENCE PHOTO LIBRARY / Gettyimages.ru

وكشفت ورقة بحثية جديدة، أن جهاز Wendelstein 7-X النجمي في ألمانيا قادر الآن على احتواء حرارة تصل إلى ضعف درجات الحرارة الموجودة في قلب الشمس. وهذا يعني أن علماء الفيزياء كانوا قادرين على تقليل فقد الحرارة - وهي خطوة كبيرة إلى الأمام في تكنولوجيا النجوم.

وقال الفيزيائي نوفيمير بابلانت، من مختبر Princeton لفيزياء البلازما (PPPL): "إنها حقا أخبار مثيرة أن هذا التصميم كان ناجحا. إنه يظهر بوضوح أن هذا النوع من التحسين يمكن القيام به".

وتعد قوة الاندماج محور جهود تطوير الطاقة حول العالم. ومن الناحية النظرية، تعتمد على تسخير الطاقة المنبعثة عندما تندمج النوى في البلازما لإنتاج عنصر أثقل: العملية نفسها التي تحدث في قلوب النجوم. وإذا تمكنا من تحقيق ذلك، فستكون الفوائد هائلة - طاقة نظيفة عالية المخرجات لا تنضب عمليا.

ومع ذلك، فإن قول ذلك أسهل من فعله. فالاندماج عملية نشطة للغاية، وليس من السهل احتواؤها. وتم البحث عن طاقة الاندماج لأول مرة في الأربعينيات؛ بعد عقود، ما زالت مفاعلات الاندماج لا تنتج قدرا كبيرا من الطاقة التي تفقدها، بهامش كبير جدا - على الرغم من أن الفجوة تضيق.

وتُعرف تقنية الاندماج التي تحطم سجلات درجات الحرارة حاليا بـ"توكاماك" - حلقة بلازما على شكل دونات محصورة في غلاف من المجالات المغناطيسية، مدفوعة بسرعة عالية في نبضات سريعة. 

ومن ناحية أخرى، تعتمد Stellarators على تكوين معقد بشكل لا يصدق للمغناطيسات التي حُددت بواسطة AI الذي يمكنه توجيه البلازما للحفاظ على تدفقها. ومن الصعب جدا تصميمها وبناؤها، ما أدى إلى تسريب Stellarators قدرا كبيرا من الطاقة الناتجة عن الاندماج، في شكل فقد الحرارة، وهو نتيجة لعملية تسمى النقل الكلاسيكي الجديد، حيث يتسبب اصطدام الأيونات في مفاعل الاندماج في انتشار البلازما للخارج.

ونظرا لأن "توكاماك" لها أوجه قصور خاصة بها، سعى الباحثون في PPPL ومعهد "ماكس بلانك" لفيزياء البلازما إلى تشكيل المغناطيس في W7-X لمحاولة تقليل تأثيرات النقل الكلاسيكي الجديد. والآن، أظهرت القياسات، المأخوذة باستخدام أداة تسمى مقياس الطيف البلوري للتصوير بالأشعة السينية (XICS)، درجات حرارة عالية جدا داخل المفاعل.

وتُدعم من خلال قياسات التحليل الطيفي لإعادة تركيب تبادل الشحنات (CXRS)، والتي يُعتقد أنها أكثر دقة من قياسات XICS، ولكن لا يمكن أخذها في جميع الظروف.

ولكن مع اتفاق مجموعتي البيانات، يبدو أن النجم كان قادرا على تحقيق درجات حرارة تقارب 30 مليون كلفن.

ووجد الفريق أن هذا لن يكون ممكنا إلا إذا كان هناك انخفاض حاد في النقل الكلاسيكي الجديد. وأجروا نمذجة لتحديد مقدار الحرارة التي ستفقد عبر النقل الكلاسيكي الجديد إذا لم يتم تحسين W7-X، ووجدوا أن 30 مليون كلفن كانت بعيدة عن المنال.

وقال بابلانت: "أظهر هذا أن الشكل الأمثل لـ W7-X قلل من النقل الكلاسيكي الجديد وكان ضروريا للأداء الذي شوهد في تجارب W7-X. كانت طريقة لإظهار مدى أهمية التحسين".

وتمثل هذه النتيجة المثيرة خطوة مهمة إلى الأمام في تحسين التصميم النجمي، خطوة ستعلم وتشكل الجهود المستقبلية. إنها أيضا خطوة مهمة نحو مفاعل اندماج عملي، على الرغم من وجود الكثير من العمل الذي يتعين القيام به. ولكي يكون مفاعل الاندماج عمليا، لا يحتاج فقط إلى درجات حرارة عالية، ولكن يجب أن يحتوي على كثافة مناسبة للبلازما وأوقات احتجاز مناسبة. 

ومع وجود تقنيات مختلفة لمفاعل الاندماج النووي قيد التطوير حاليا، يبدو أنها مسألة وقت فقط قبل أن يسلّم أحدها. وقد يستغرق الأمر بعض الوقت حتى تصل الطاقة المتولدة من الاندماج إلى شبكات الطاقة لدينا، ولكن عندما يحدث ذلك، قد يؤدي إلى تغيير العالم.

ويخضع W7-X حاليا للترقيات، وسيستأنف عملياته في عام 2022.

ونُشر البحث في مجلة Nature.

المصدر: ساينس ألرت

التعليقات

رد إيراني على تهديدات واشنطن بصورة لترامب وصدام حسين.. ما علاقة الـ"3 أيام"؟

رضائي لـ RT: صدرت أوامر في حال الهجوم برا على إيران ألا يترك جندي أمريكي على قيد الحياة

الدفاع الإماراتية: إصابة مولد كهربائي خارج محطة براكة للطاقة النووية في منطقة الظفرة بمسيرة

"والا" العبري يكشف تفاصيل جديدة عن القاعدتين العسكريتين الإسرائيليتين السريتين في العراق

تقرير عبري يحذر من انهيار الجيش بسبب العبء على المجندين وتعاظم قوة مصر وإيران وحزب الله وحماس

مستشار سابق بالدفاع العراقية: واشنطن خدعت بغداد وتحركات إسرائيل في صحراء العراق تمت بغطاء أمريكي

تطورات جديدة في أزمة البحارة المصريين المختطفين بالصومال

"قوة الفضاء.. زر أحمر وكائن فضائي".. ترامب ينشر صورا بالذكاء الاصطناعي لحرب يخوضها في الفضاء

الجيش الإسرائيلي يوجه إنذارا عاجلا لسكان 5 بلدات وقرى لبنانية

ترامب يحذر إيران مجددا: الوقت ينفد وعليهم التحرك بسرعة وإلا لن يتبقى منهم شيء

لحظة بلحظة.. رغم تمديد الهدنة: إسرائيل تواصل قصف لبنان بالتوازي مع مسعى أمريكي لـ"تنسيق عسكري"

بقائي يتحدث عن كذبة إسرائيل وأمريكا التالية لمواصلة الحرب على إيران وتوسيع نيرانها

مقتل قيادي بحركة الجهاد الإسلامي وابنته جراء استهداف شقته جنوبي بعلبك بصاروخ إسرائيلي (فيديو)