علماء الفيزياء يحققون إنجازا هاما في مجال تطوير الطاقة عالميا!

منوعات 21:00 05.09.2021
يقترب علماء الفيزياء الذين يعملون على نوع من مفاعل الاندماج يسمى النجمي (stellarator)، من تسخير قوة الاندماج النووي.
 
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

 

الشيخ علي جمعة يحذر العالم من خطر يأجوج ومأجوج القادم من أرمينيا

أحدث الأخبار

مصر تسجل أقل معدل نمو زيادة سكانية خلال نصف قرن
11:30 29.03.2024
ما لم يقال عن زيارة وفد الاتحاد الأوروبي إلى جنوب القوقاز
11:25 29.03.2024
حكمت حاجييف: أذربيجان هي حلقة الوصل بين آسيا الوسطى وأوروبا
11:20 29.03.2024
محكمة العدل الدولية تمهل إسرائيل شهرا لإرسال تقريرها حول مجازر غزة
11:15 29.03.2024
روسيا تمنع التجديد لمراقبي العقوبات على كوريا الشمالية
11:00 29.03.2024
أرمينيا توقف بث برنامج سولوفيوف
10:57 29.03.2024
انتخاب السعودية لرئاسة لجنة وضع المرأة في الأمم المتحدة
10:45 29.03.2024
أرمينيا : سيتم إعادة هذه القري إلي أذربيجان
10:44 29.03.2024
العدل الدولية تأمر إسرائيل بإجراءات لإيصال المساعدات إلى غزة
10:30 29.03.2024
السجن 25 عاماً لملك العملات المشفرة بتهمة سرقة 8 مليارات دولار
10:15 29.03.2024
الأمين العام لأوبك حاجة العالم للنفط ستستمر لسنوات وعقود
10:00 29.03.2024
إعصار في مدغشقر يودي بـ11 شخصاً
09:45 29.03.2024
إسرائيل تتخذ خطوات فعلية لشن عملية عسكرية برية في رفح رغم التحذيرات الدولية
09:30 29.03.2024
إثيوبيا تتوقع الانتهاء من مشروع سد النهضة العام المقبل
09:15 29.03.2024
إبراهيم تراوري يمدد حربه على الإرهاب في بوركينا فاسو
09:00 29.03.2024
تدشين اتحاد عمال مستقل في مؤسسة أوراسيا الدولية للصحافة
18:30 28.03.2024
هل يتم التوقيع على اتفاقية سلام بين أذربيجان وأرمينيا؟
17:33 28.03.2024
إلمان مصطفى زاده: لا يمكن المساس بكرامة الأذربيجانيين
16:12 28.03.2024
علي ناغيف: فرنسا تحرض أرمينيا على حرب جديدة
16:02 28.03.2024
وساطة أفريقية لحل الصراع المسلح في الكونغو الديمقراطية
13:45 28.03.2024
المعارض ديوماي يفوز بانتخابات الرئاسة السنغالية
13:30 28.03.2024
قائد كتائب القسام يحث العرب والمسلمين على الزحف نحو فلسطين
13:15 28.03.2024
هل تبدأ الحرب العالمية الثالثة ؟
12:53 28.03.2024
حالة من الفوضي تعم مطار باريس
12:28 28.03.2024
مستقبلات إسرائيل على ضوء الحرب الراهنة
12:15 28.03.2024
وكالة الإغاثة التركية تقدم سفينتين لنقل المساعدات مباشرة إلى غزة
12:00 28.03.2024
ذكري تأسيس الأجهزة الأمنية في أذربيجان
11:53 28.03.2024
واشنطن لا تدعم مشروع خط أنابيب الغاز بين باكستان وإيران
11:45 28.03.2024
مؤسسة دولية تتوقع انخفاض الجنيه المصري أمام الدولار بنهاية 2024
11:30 28.03.2024
مصر: مفاوضات سد النهضة استنزاف للوقت.. وإثيوبيا ستدفع الثمن
11:15 28.03.2024
محطة الضبعة النووية ستوفر لمصر 7.7 مليار متر مكعب غاز سنوياً
11:00 28.03.2024
رئيس الصين ينتقد الحواجز التكنولوجية خلال زيارة رئيس وزراء هولندا لبكين
10:45 28.03.2024
نشر معلومات جديدة عن الهجوم الإرهابي في روسيا
10:34 28.03.2024
رياح الجنوب تحمل الرمال الساخنة إلى جنوب شرق أوروبا
10:30 28.03.2024
آيرلندا تعتزم التدخل في قضية الإبادة المرفوعة ضد إسرائيل
10:15 28.03.2024
الفلبين تؤكد الإفراج عن طاقم ناقلة نفط محتجزة في إيران
10:00 28.03.2024
العراق يبرم اتفاقا لتوريد الغاز مع إيران لمدة 5 سنوات
09:45 28.03.2024
إسرائيل استهدفت 212 في غزة مدرسة بشكل مباشر
09:30 28.03.2024
أردوغان نبذل قصارى جهدنا لينعم إخواننا في غزة بالسلام
09:15 28.03.2024
ارتفاع حصيلة العدوان على غزة إلى 32 ألفا و490 شهيدا وأكثر من 74 ألف إصابة
09:00 28.03.2024
جميع الأخبار