أطلق العلماء في كاليفورنيا ما يقرب من 200 شعاع ليزر على أسطوانة تحتوي على كبسولة وقود بحجم حبة الفلفل، وقد خطوا خطوة أخرى في البحث عن طاقة الاندماج، والتي، إذا تم إتقانها، يمكن أن تزود العالم بمصدر لا حدود له تقريبًا من الطاقة النظيفة.
في صباح أحد أيام شهر ديسمبر من العام الماضي، تمكن العلماء في مرفق الإشعال الوطني في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا (LLNL)، في سابقة هي الأولى من نوعها في العالم، من إنتاج تفاعل اندماج نووي أطلق طاقة أكثر مما استخدم، في عملية تسمى “” اشتعال.”
ويقولون الآن إنهم نجحوا في تكرار عملية الإشعال ثلاث مرات على الأقل هذا العام، وفقًا لتقرير صدر في ديسمبر من LLNL. ويمثل هذا خطوة مهمة أخرى فيما يمكن أن يكون في يوم من الأيام حلا مهما لأزمة المناخ العالمية، الناجمة في المقام الأول عن حرق الوقود الأحفوري.
لعقود من الزمن، حاول العلماء تسخير طاقة الاندماج النووي، وإعادة خلق قوة الشمس على الأرض.
وبعد تحقيق مكاسب الطاقة الصافية التاريخية في العام الماضي، كانت الخطوة المهمة التالية هي إثبات إمكانية تكرار العملية.
وقال بريان أبيلبي، وهو زميل باحث من مركز دراسات الاندماج بالقصور الذاتي في إمبريال كوليدج لندن، إن القدرة على التكرار توضح “قوة” العملية، مما يدل على أنه يمكن تحقيقها حتى عندما تكون الظروف مثل الليزر أو حبيبات الوقود متنوعة.
وقال أبيلبي لشبكة CNN إن كل تجربة توفر أيضًا فرصة لدراسة فيزياء الاشتعال بالتفصيل. “وهذا يوفر معلومات قيمة للعلماء في مواجهة التحدي التالي الذي يجب التغلب عليه: كيفية تعظيم الطاقة التي يمكن الحصول عليها.”
وعلى النقيض من الانشطار النووي ــ العملية المستخدمة في المحطات النووية في العالم اليوم، والتي تتولد عن انقسام الذرات ــ فإن الاندماج النووي لا يترك أي إرث من النفايات المشعة طويلة العمر. مع تسارع أزمة المناخ، وتزايد الحاجة الملحة إلى التخلص من الوقود الأحفوري الذي يسخن الكوكب، أصبح احتمال وجود مصدر وفير للطاقة الآمنة والنظيفة محيرا.
يتضمن الاندماج النووي، وهو التفاعل الذي يزود الشمس والنجوم الأخرى بالطاقة، تحطيم ذرتين أو أكثر معًا لتكوين ذرة أكثر كثافة، في عملية تطلق كميات هائلة من الطاقة.
هناك طرق مختلفة لتوليد الطاقة من الاندماج، لكن العلماء في NIF يطلقون مجموعة من ما يقرب من 200 ليزر على كرية من وقود الهيدروجين داخل كبسولة من الماس بحجم حبة الفلفل، وهي نفسها داخل أسطوانة ذهبية. يقوم الليزر بتسخين الجزء الخارجي للأسطوانة، مما يؤدي إلى سلسلة من الانفجارات السريعة للغاية، مما يولد كميات كبيرة من الطاقة المجمعة على شكل حرارة.
كانت الطاقة المنتجة في ديسمبر 2022 صغيرة، حيث استغرق الأمر حوالي 2 ميجا جول لتشغيل التفاعل، مما أدى إلى إطلاق إجمالي 3.15 ميجا جول، وهو ما يكفي لغلي حوالي 10 غلايات من الماء. لكنه كان كافيا لجعله اشتعالا ناجحا وإثبات أن اندماج الليزر يمكن أن يولد الطاقة.
ومنذ ذلك الحين، قام العلماء بذلك عدة مرات. في 30 يوليو، أرسل ليزر NIF ما يزيد قليلاً عن 2 ميجا جول إلى الهدف، مما أدى إلى 3.88 ميجا جول من الطاقة – وهو أعلى إنتاج تم تحقيقه حتى الآن، وفقًا للتقرير. كما حققت تجربتان لاحقتان في أكتوبر مكاسب صافية.
وقال التقرير: “لقد أظهرت هذه النتائج قدرة NIF على إنتاج طاقة الاندماج بشكل مستمر بمستويات متعددة الميجاجول”.
ومع ذلك، لا يزال هناك طريق طويل جدًا لنقطعه، حتى يصل الاندماج النووي إلى المستوى المطلوب لتشغيل الشبكات الكهربائية وأنظمة التدفئة. وينصب التركيز الآن على البناء على التقدم المحرز ومعرفة كيفية توسيع نطاق مشاريع الاندماج بشكل كبير وخفض التكاليف بشكل كبير.
وفي قمة المناخ COP28 في دبي، أطلق مبعوث المناخ الأمريكي جون كيري خطة مشاركة دولية تضم أكثر من 30 دولة بهدف تعزيز الاندماج النووي للمساعدة في معالجة أزمة المناخ.
وقال كيري أمام تجمع المناخ: “هناك إمكانية في الاندماج النووي لإحداث ثورة في عالمنا، وتغيير جميع الخيارات الموجودة أمامنا، وتزويد العالم بطاقة وفيرة ونظيفة دون الانبعاثات الضارة لمصادر الطاقة التقليدية”.
وفي ديسمبر/كانون الأول، أعلنت وزارة الطاقة الأميركية عن استثمار بقيمة 42 مليون دولار في برنامج يجمع بين مؤسسات متعددة، بما في ذلك مختبر LLNL، لإنشاء “مراكز” تركز على تطوير عملية الاندماج.
وقالت وزيرة الطاقة الأمريكية جنيفر جرانهولم في بيان إن “تسخير طاقة الاندماج النووي هو أحد أكبر التحديات العلمية والتكنولوجية في القرن الحادي والعشرين”. “لدينا الآن الثقة في أنه ليس من الممكن فحسب، بل من المحتمل، أن تصبح طاقة الاندماج حقيقة واقعة.”
ساهمت إيلا نيلسن ورينيه مارش في إعداد التقارير
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com