علماء ألمان: مفاعلات الاندماج النووى قادمة

يحلم العديد من الفيزيائيين منذ أكثر من 70 عاما بتوليد الطاقة وفقا لمبدأ الشمس؛ بحيث يمكن توليد كميات هائلة من الطاقة عن طريق الاندماج النووي مع تحقيق الحياد المناخي، حيث لا يصدر عن هذه التقنية انبعاثات لغازات الاحتباس الحراري. 

ومع ذلك فإن مفاعلات الاندماج النووي بالكاد ما تلعب دورا في النقاش الدائر حول مصادر الطاقة المستقبلية، وهو ما يراه خبراء أنه ظلم لهذه التقنية، ويشيرون إلى تحقيق تقدم تقني في هذا الاتجاه.

كان باحثون في مدينة كولهام الإنجليزية، القريبة من أوكسفورد، قد نجحوا في التاسع من نوفمبر 1991 في توليد كمية كبيرة من الطاقة نسبيا (1.8 ميجاواط) عن طريق تقنية الاندماج النووي، غير أن التجربة استغرقت ثانيتين فقط، فضلا عن أن الطاقة التي تم استخدامها في مشروع الطاقة الأوروبية المشتركة في المملكة المتحدة، والمعروف باسم (JET) من أجل إحداث الاندماج النووي، كانت أكبر كثيرا من الطاقة التي تم توليدها.

وحتى اليوم لم يتم استرداد أكثر من 70% من كمية الطاقة التي يجري استخدامها لتفاعل الاندماج النووي، لكن الفيزيائي الألماني هارتموت تسوم على قناعة بأن من الممكن توليد كمية كبيرة من الطاقة عن طريق الاندماج النووي. 

ويترأس «تسوم» في معهد ماكس بلانك لفيزياء البلازما في مدينة جارشينج القريبة من ميونخ قسم تطوير التوكاماك (أحد أنواع محطات الاندماج النووي).

ويوضح تسوم: "في مفاعل الاندماج النووي نستخدم نوعا آخر من الاندماج النووي غير الذي يحدث في الشمس"، مشيرا إلى أنه عن طريق الضغط الهائل في قلب الشمس يكفي 15 مليون درجة مئوية "فقط" لاندماج البروتونات عبر عدة مراحل لتتحول إلى المنتج النهائي وهو الهيليوم، وأضاف أنه داخل مفاعل الاندماج النووي ونظرا لكثافة الجسيمات، والتي تصل إلى واحد على مليون من كثافة الهواء، فإن نظائر الهيدروجين وهي الديوتيريوم والتريتيوم تندمج بفعل هذه الكثافة مكونة الهيليوم أيضا.

وفي العادة يحول التنافر بين الشحنات المتشابهة- وهي في هذه الحالة البروتونات الموجبة- دون اتحاد هذه الجسيمات في نواة ذرية مشتركة، لكن الحرارة شديدة الارتفاع تعطي لجسيمات النواة قدرا كبيرا من الطاقة يمكنها من التغلب على حاجز التنافر عند اصطدامها ومن ثم تندمج مع بعضها البعض. 

وينتج عن تفاعل الاندماج هذا نيوترونات حرة مصحوبة بقدر كبير جدا من الطاقة تقوم بتسخين المياه في مفاعل الاندماج النووي فيتولد بخار الماء القادر على تشغيل التوربينات كما هو الحال في محطات الطاقة الأخرى.