غزال زياري: الفيديو المنشور يظهر اختبار اطلاق هذا المسدس على مرافق الشركة. راجع أعضاء الفريق بيانات مستشعر البندقية من مسافة آمنة في مساحة مفصولة بجدار خرساني سميك. كل اختبار لإطلاق هذا السلاح سيقرب العالم خطوة واحدة مما سيكون مصدرًا محتملاً للطاقة النظيفة.
يطلق هذا المدفع الفولاذي العملاق مكبسًا عالي السرعة ب 3 كجم من البارود. عندما يتباطأ المكبس في ماسورة البندقية ، يضغط غاز الهيدروجين أثناء تحركه ، يدخل المكبس إلى قسم على شكل مخروطي يشتت الغاز في فراغ معدني قبل التفجير. تطلق هذه الطلقة القذيفة بسرعة 25000 كيلومتر في الساعة في حجرة فراغ ، حيث تصطدم بهدف وقود الاندماج ، مما يخلق ظروفًا يمكن أن تندمج فيها النوى معًا بشكل مؤقت.
وبحسب شركة First Light Fusion فإن هذه البندقية صُممت وصُنعت على مدى عشرة أشهر وبتكلفة قرابة 1.27 مليون دولار ، ولا يوجد شيء مثل هذه البندقية في العالم.
اقرأ أكثر:
اندماج النوى الذرية هو نفس العملية التي تمد الشمس بالطاقة ، وقد حاول الباحثون إعادة إنشاء هذا على الأرض لأكثر من مائة عام. لأن هذا التفاعل قد خلق طاقة أكثر بكثير من الوقود الأحفوري دون إنتاج وإطلاق الكربون أو المنتجات الثانوية المشعة.
في الوقت نفسه ، يمكن إنتاج الوقود المطلوب للتفاعل ، والذي يكون عادةً نظائر الهيدروجين والديوتيريوم والتريتيوم ، بشكل مصطنع ؛ وهكذا ، مثل قوة التوليف ، إذا تمكنا من السيطرة عليها ، فلن يكون هناك إنجاز صحي ونقي فحسب ، بل سيكون إنجازًا وفيرًا.
نهج First Light Fusion (المعروف باسم الاندماج بالقصور الذاتي) هو بعيد كل البعد عن نهج tokamak الأكثر شيوعًا والأكثر تعقيدًا ، حيث يتم تدوير غاز البلازما باستخدام مغناطيس كبير. يعتقد نيك هوكر ، الرئيس التنفيذي للشركة ، أن هذا النهج يمكن أن يغير قواعد اللعبة. قال لمجلة نيوزويك: “أنا أصف التوكاماك بأنه نهج رائد في مجال الاندماج المغناطيسي. “العلوم الفيزيائية شفافة تمامًا ومحددة جيدًا.”
في كل سنوات البحث والدراسة في تكنولوجيا توكاماك ، السؤال الرئيسي هنا هو كيف يفقد البلازما الطاقة ؛ وجد العلماء أن الطاقة في البلازما تميل إلى التدفق عبر خطوط المجال المغناطيسي القوية المشاركة في التفاعل ، مما يتسبب في توقف التفاعل. وبالتالي ، لم يتمكن أحد من تحقيق الطاقة النظيفة باستخدام التوكاماك.
تابع هوكر ، “تم إثبات الطاقة النظيفة الناتجة عن طريق الاندماج بالقصور الذاتي ، لكن الدليل والموجه ، وليس الليزر ، كانا بمثابة اختبار سلاح تحت الأرض. لذلك هناك دليل تجريبي على أن الطاقة العالية يمكن تحقيقها عن طريق الاندماج بالقصور الذاتي. أشعر أنه من الظلم بعض الشيء أن نجعل هذا نقدًا للانصهار المغناطيسي. “لأن التحديات التي نعرفها في هذا الصدد ترجع إلى الإجراءات المتخذة في الاندماج المغناطيسي ، وهذا سمح لنا باتباع نهج يتجاهلها.”
أحد هذه التحديات هو تنفيذ عنف الشبكة المتضمن في تفاعلات الاندماج. لإنشاء الاندماج ، يجب أن تقوم التوكاماك بتدوير البلازما عند درجة حرارة 180 مليون درجة فهرنهايت (مائة ألف درجة مئوية) ؛ بينما تصطدم النيوترونات الناتجة عن تفاعل الاندماج بالجدران الداخلية لغرفة التفاعل. وفقًا لهوكر ، “يعد هذا أحد أكبر التحديات التي تواجه التوكامكس. عمر حجرة التفريغ وعدد مرات تغييرها. إنه تمامًا مثل البلاستيك الذي تضعه في ضوء الشمس. ما يحدث هو أنه عندما تعرض البلاستيك للشمس لفترة طويلة ، فإن الأشعة فوق البنفسجية تكسر بنية المادة داخل البلاستيك ، وعندما تمسكه في يدك ، ينكسر البلاستيك. “النيوترونات في هذا الاندماج تفعل الشيء نفسه مع الهيكل الفولاذي للغرفة ، وهذا في حد ذاته يمثل مشكلة.”
تجنب تصميم أول مفاعل اندماج ضوئي هذا الأمر عن طريق حماية جدران المفاعل بسائل يمتص النيوترونات ، مما يعرض الهيكل الفولاذي للغرفة لقصف نيوتروني أقل من توكاماك.
إن BFG هي مجرد خطوة واحدة نحو الرؤية النهائية. تعمل الشركة حاليًا على جهازها التالي M3 ، وهو عبارة عن مجموعة واسعة من المكثفات الكهربائية ، وكلها مصممة لاستخدام التيار الكهربائي لتسريع القذيفة لزيادة سرعة التأثير ، مما يجعلها نظامًا أكثر تعقيدًا من البارود.
متى تأتي قوة الاندماج عبر الإنترنت؟
يتوقع هوكر أن ينتج أول مفاعل اندماجي ضوئي كهرباء قابلة للاستخدام في الثلاثينيات ، وبحلول العقد القادم ستكون طاقة المفاعل على الشبكة. الآن السؤال الذي يطرح نفسه ، كيف سيبدو مفاعل عملاق؟ وردًا على هذا السؤال ، قال هوكر: “أحب أن أقول إن هذا الاندماج المغناطيسي هو مثل الفرن وعملية ساخنة دائمًا. لأن الجزيئات الموجودة فيه تدور حول الكعكة. لكن الاندماج بالقصور الذاتي هو أشبه بمحرك احتراق داخلي. “إنها عملية نبضية حيث يتم ملاحظة معدل التكرار وتتضاعف الطاقة في كل حدث بالتردد لتزويدك بالكهرباء.”
يمكن توسيع هذا القياس من خلال الأخذ في الاعتبار أن محركات الاحتراق الداخلي بها شمعات إشعال تشعل الغاز وتحافظ على استمرار العملية. غالبًا في الاندماج بالقصور الذاتي ، تكون هذه الشمعة عبارة عن ليزر. في حالة First Light Fusion ، سيكون هذا مقذوفًا عالي السرعة ، ووفقًا لهوكر ، ستكون هذه الطريقة أرخص وأبسط.
يضرب المقذوف الهدف النووي الحراري بسرعة عالية. يهدف تصميم الشركة إلى تضخيم ضغط الصدمة هذا إلى حوالي 1 تيراباسكال ، أو عشرة ملايين ضعف الضغط في الغلاف الجوي للأرض ، وإنتاج سحابة من الحرارة والنيوترونات. ثم يتم نقل هذه الحرارة إلى تيار من السوائل يتحرك حول حجرة التفاعل الداخلية ويعود إلى خزان المياه ، مما يرفع درجة حرارته إلى أكثر من 538 درجة مئوية.
اقرأ أكثر:
في أول مفاعل ضوئي للشبكة الافتراضية ، من المتوقع أن تتكرر هذه العملية كل 90 ثانية ، وإن لم تكن بنفس سرعة خيارات الاندماج بالقصور الذاتي الأخرى ، حيث تكرر المفاعلات القائمة على الليزر تفاعلها عشر مرات في الثانية. ومع ذلك ، حتى ضربة حركية واحدة كل تسعين ثانية ستكون كافية لإطلاق كمية كبيرة من الكهرباء. وتابع هوكر ، “كل هدف يطلق نفس القدر من الطاقة الذي يطلقه برميل النفط ، وكثافة طاقته أكبر بمليون مرة من التفاعل الكيميائي”.
هناك طريق طويل لنقطعه في العقد المقبل ، وتتطلب أزمة المناخ تغييرات كبيرة ومهمة في أساليب وعادات استهلاك الطاقة لدينا ؛ تغييرات أكبر حتى من التوليف يعدنا في الوقت الحالي. يحتاج العالم إلى تكنولوجيا طاقة جديدة ، وحتى إذا تأخر هذا الطلب ، فهو أفضل من عدمه.
المصدر: نيوزويك
5858
.