الإندماج النووي وحلم مصدر للطاقة لا ينضب

plas-blogالإندماج النووي{5} الإندماج النووي وحلم مصدر للطاقة لا ينضب

ماهية الطاقة وتطورها عبر العصور

منذ بدأ الخليقه والبشر يسعون لإستخدام طاقات الطبيعة المختلفه لمساعدتهم علي إنجاز الأعمال الشاقة والتي تعجز سواعدهم وقواهم عن القيام بها ولتسهيل حياتهم وراحتهم

وما إنفك البشر يبحثون عن إستخدام كل ما توصلت اليه قريحتهم كمصدر للطاقة ومن صورها تسخير الانسان البدائي للحيوانات ذات القدرة والقوة التي تفوق قدرته لحرث الأرض وحمل الأثقال والتنقل علي ظهورها وزينة للتباهي باقتنائها إلي نار يوقدها بقطع الأشجار او ماء يسخره لتسيير السفن والتنقل ولإدارة نواعير المياه لري الأرض وغمرها بالماء الي طاقة الرياح واستغلالها في تسيير السفن وإدارة طواحين الهواء العملاقة.

وفِي عصور النهضة تم تسخير طاقة البخار وتوسع بنو البشر في استخدامها في مناحي شتي لخدمتهم والقيام علي راحتهم

ومن وراء ذلك في العصر الحديث طاقة البترول والطاقة الشمسية والمد والجذر والطاقة الجوفية والطاقات الجديده علي اتساع نطاقها

الطاقة النووية

وكان للذرة نصيب الأسد في عصرنا الحالي من حيث تعدد الاستخدامات في السلم والحرب والمصحوب في الاذهان ببطش قوتها وغطرستها وقسوتها وهيمنتها وتعاليها علي من دونها من مصادر الطاقة الأخري لما شهده الناس بأم أعينهم من بطشها وعدم رحمتها ورحمة من أطلقها من عقالها وأخرجها من قمقمها في هيروشيما ونجازاكي.

وللذره وجه آخر اليف غير الذي عهده الناس عنها من البطش والتنكيل, وجه عطوف حنون يستخدم لخدمة بنو البشر في مناحي شتي من مناحي الحياه.ــ

الوجة الحسن للطاقة النووية(الاندماج النووي) :ــ

هذا الوجه قد ألفه بعض الناس منذ حاول من حررها من عقالها تغيير فكر الناس عنها فسخرها لخدمة بنو البشر والقيام علي قضاء حوائجهم من توليد للطاقة الي استخداماتها السلميه في الطب وعلاج مرضاهم وتشخيص عللهم والهندسه والعلوم والبيئة والزراعة والفنون وغيرها الكثير من مناحي الحياة

ومن أحدث وأرقي ما أنتجت قريحة البشر في هذا المضمار هو تسخير طاقة الاندماج النووي لتوليد الطاقة الكهربائيه او تسخير الشمس علي الارض لتوليد طاقة نظيفة كما يقول المتخصصون.

ومن أهم وأكبر ما أتفق عليه الفرقاء المتشاكسون في كرتنا الأرضية في مضمار العلم دونا عن اي مضمار آخر هو هذا المولود العملاق في مجال توليد الطاقة عن طريق الإندماج النووي.ــ أقرأ يضا لماذا طاقة الاندماج النووي ــ

fusion

مشاريع عملاقة تجمع الفرقاء المتشاكسين

يجري الآن العمل علي قدم وساق للانتهاء من أعمال التشييد والبناء لأكبر مفاعل إندماجي في العالم في كداراتش بفرنسا أيتر (اقرا هنا) ــ

يشارك في هذا المشروع العملاق والذي تجاوزت تكاليف إنشائه حاجز العشرين مليار يورو كلا من الولايات المتحدة الامريكية وكندا (انسحبت كندا من المشروع لعدم تمكنها من تحمل حصتها من تكاليف الانشاء الباهظة) والاتحاد الأوربي وروسيا والصين واليابان والهند وكوريا الجنوبية وكل دوله مشاركة في تصميم جزء من اجزاء هذا المفاعل.ـــ أقرا أيضا مفاعل الاندماج النووي شمس علي الارض.ــ

iter orgiter

الفرق بين الاندماج والانشطار النووي

الاندماج النووي علي طرف نقيض من الانشطار النووي والمستخدم في المفاعلات النووية المنتشرة في عصرنا هذا منذ خمسينيات القرن المنصرم.ــ

الإنشطار النووي تنشطر فيه نواة اليورانيوم او البلوتونيوم نتيجة قذفها بالنيوترونات وينتج عن ذلك نواتين جديدتين وعدد محدود من النيوترونات هذا بالإضافة الي طاقة ممثلة في طاقة حركة الأنوية نواتج الانشطار والنتيوترونات المنطلقة منه

هذه الطاقة ناجمة عن الطاقة المكافئة للفرق بين كتلة اليورانيوم والنيوترون الشاطر له ومجموع كتل نواتج الانشطار بالإضافة لكتل النيوترونات المنطلقة.ــ

(الطاقة المكافئة للكتلة تحسب بواسطة معادلة إينشتين الشهيرة E=MC2 )

اما في الاندماج النووي فتندمج ذرات الهيدروجين ونظائرها مثل الديوترونات والتريتيونات مع بعضهم البعض لتكوين أنويه أثقل منهما مثل الهليوم مع إنطلاق طاقة ناتجة عن فرق الطاقة المكافئة للفرق بين كتل مداخيل الاندماج ونواتجه

والاندماج النووي صعب المراس حيث نحتاج الي طاقة احتواء للبلازما الازمة لعملية للاندماج النووي والتي تصل درجات حرارتها لعشرات بل ومئات الملايين من الدرجات المئوية وذلك لإعطاء طاقة كافية للأنوية موجبة الشحنة بالتغلب علي قوي التنافر البينية الناتجة عن قانون كولوم للشحنات المتماثلة والتقارب فيما بينها حتي تتقارب من بعضها البعض بما يتسني للقوي النووية العظمي من جذبها سويا وإدماجها في انويه أثقل من مدخلات الاندماج.ــ  أقرا ايضا أفضلية الاندماج علي الانشطار النووي من هنا ـــ

fissionfusion

صعوبات علي طريق الاندماج النووي

مازال هناك الكثير من الجهد والعمل الدؤوب للتغلب علي مشاكل كثيرة بعضها يتعلق بفيزياء البلازما وإحتوائها وعدم ثباتها وبعضها الآخر يتعلق بأمور هندسية من مثل إيجاد المواد المناسبة للبناء والتي ستتحمل هذه البيئة القارسة من حيث الحرارة والإشعاعات النووية.

ما يميز الإندماج النووي ان الوقود المستخدم فيه وهو نظائر الهيدروجين متوافر في كل بحار العالم بصورة طبيعية واستخلاصه من الماء امر سهل ميسور كما وان الكمية المستخدمة لتوليد الكهرباء ضئيلة للغايه فكوب من هذه المادة يعطي طاقة آلاف الاطنان من الفحم.

امر آخر ومهم وهو بالمقارنه بالانشطار النووي فالاندماح شبه منعدم النفايات النوويه (هناك القليل منها ولكنها لا تقارن بنفايات الانشطار من حيث النشاطية الاشعاعية ولا عمر النصف لنوياتها) ولذلك لن تكون لدينا المشكلات المصاحبة للإنشطار من كيفية التخلص من النفايات الاشعاعية عالية الإشعاع وطويلة العمر والتي قد تصل لمئات الآلاف من السنين.

اذا قدر للإنسان التغلب علي مشكلات إيتر الفيزيقية والهندسيه وبناء أول محطه نوويه للإندماج النووي سيكون انتصارا بشريا فريدا قد ألهمه الله للبشر لتسخير قوي الطبيعة لخدمة البشرية جمعاء.

وأخيرا وليس بآخرا سيكون مجالا لجمع الفرقاء المتشاكسون الذين فرقتهم السياسة والأيديولوجيات والحروب.ـــ

——————————————————-
كتبه: علي عبده 
استاذ بقسم الهندسة الميكانيكية بجامعة بنسلفانيا  بالولايات المتحدة الامريكية
وتتركز اهتمامتع البحثية بتكنولوجيا النانو وفيزياء البلازما والاندماج النووي وتصنيع اشباه الموصلات ومفاعلات االابحاث النووية

المقال الاصلي علي فيسبوك من هنا

ساعدنا بالنشر علي مواقع التواصل الاجتماعي من هنا

Advertisements