مفاعل الاندماج النووي أكثر حرارة بـ 7 مرات من نواة الشمس

[إعلان 1]

كوريا الجنوبية باستخدام محول تنجستن جديد، نجح مفاعل الاندماج النووي KSTAR في الحفاظ على درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية لمدة 48 ثانية.

مفاعل الاندماج KSTAR في كوريا الجنوبية. الصورة: كيه إف إي — مفاعل الاندماج KSTAR في كوريا الجنوبية. الصورة: *كيه إف إي*

وصل مفاعل الاندماج النووي توكاماك فائق التوصيل البحثي المتقدم الكوري (KSTAR) التابع للمعهد الكوري لطاقة الاندماج (KFE) إلى درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية لأول مرة. وتحقق هذا الإنجاز خلال فترة الاختبار الممتدة من ديسمبر 2023 إلى فبراير 2024، مسجلاً رقمًا قياسيًا جديدًا لمشروع KSTAR.

نجح KSTAR في الحفاظ على درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية لمدة 48 ثانية. في الوقت نفسه، تبلغ درجة حرارة قلب الشمس 15 مليون درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، حافظ المفاعل أيضًا على وضع الحد الأقصى (وضع H) لأكثر من 100 ثانية. وضع H هو وضع تشغيل متقدم في الاندماج المحصور مغناطيسيًا مع حالة بلازما مستقرة.

تحاكي تفاعلات الاندماج عملية إنتاج الضوء والحرارة من النجوم. تتضمن هذه العملية دمج الهيدروجين وعناصر ضوئية أخرى لإطلاق كميات هائلة من الطاقة. ويأمل الخبراء في استخدام مفاعلات الاندماج لتوليد مصدر غير محدود من الكهرباء الخالية من الكربون.

وفقًا للمجلس الوطني للعلوم والتكنولوجيا (NST)، من الضروري ابتكار تقنية قادرة على الحفاظ على درجات حرارة عالية وبلازما عالية الكثافة لتحقيق تفاعلات اندماجية عالية الكفاءة لفترات طويلة. ويكمن سر هذه الإنجازات العظيمة، وفقًا للمجلس، في مُحوّل التنغستن. وهو مُكوّن رئيسي في قاع خزان التفريغ في جهاز الاندماج المغناطيسي، ويلعب دورًا محوريًا في دفع الغازات العادمة والشوائب خارج المفاعل مع تحمّل الحمل الحراري السطحي الكبير.

انتقل فريق KSTAR إلى استخدام التنغستن بدلاً من الكربون في المُحوّل. يتميز التنغستن بأعلى درجة انصهار بين المعادن. كما يُعزى نجاح KSTAR في الحفاظ على الوضع الهيدروجيني لفترات أطول إلى حد كبير إلى هذه الترقية. وأوضح فريق NST: "مقارنةً بمُحوّلات الكربون السابقة، لا يشهد مُحوّل التنغستن الجديد سوى زيادة بنسبة 25% في درجة حرارة سطحه تحت نفس الحمل الحراري. وهذه ميزة مهمة لعمليات الطاقة الحرارية العالية ذات النبضات الطويلة".

قد يوفر نجاح مُحوّل التنغستن بيانات قيّمة لمشروع المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER). يُعدّ ITER مشروعًا دوليًا ضخمًا للاندماج النووي، بتكلفة 21.5 مليار دولار، يُطوّر في فرنسا بمشاركة عشرات الدول، بما في ذلك كوريا الجنوبية والصين والولايات المتحدة الأمريكية ودول الاتحاد الأوروبي وروسيا. ومن المتوقع أن يصل ITER إلى حالته البلازمية الأولى في عام 2025، وأن يبدأ تشغيله في عام 2035. وسيُستخدم التنغستن في مُحوّل المفاعل.

ثو ثاو (وفقًا للهندسة المثيرة للاهتمام )

[إعلان 2]
رابط المصدر