من الممكن قريبًا أن نرى الإندماج النووي مُستخدمًا على مستوى صغير في محطات للطاقة، وهذا يعني إنتاج طاقة نظيفة صديقة للبيئة بتكلفةٍ منخفضةٍ مِن وقودٍ موجود بوفرة في الماء، ومن الممكن أن يتم تصنيع هذه المحطات خلال سنوات قليلة طِبقًا لبحثٍ في جامعة جوتنبرج.
الإندماج النووي هي العملية التي يتم فيها دمج ذرتين خفيفتين لتصنيع ذرة أثقل وتحرير طاقة كبيرة جِدًا – وهذا ما تعتمد عليه النجوم حيث تدمج الهيدروجين للحصول على الهيليوم على سبيل المِثال.
وفي تعاون بين الباحثين في جامعة جوتنبرج وجامعة آيسلندا، تمت دراسة نوع جديد من عمليات الإندماج النووي، هذا النوع لا ينتج النيوترونات بشكل أساسي ولكن بدلًا من ذلك ينتج إلكترونات ثقيلة وسريعة تدعى (ميونات)، حيث ان التفاعل مبنيٌ على التفاعلات النووية في الهيدروجين الثقيل فائق الكثافة (الديوتريوم).
يقول ليف هولميلد (Leif Holmild) الأستاذ بجامعة جوتنبرج: “إن هذا يعد تقدمًا ملحوظًا مُقارنةً بعمليات الإندماج النووي الأخرى تحت التطوير في المنشآت البحثية الأُخرى، حيث أن البروتونات الناتجة من تلك العمليات الأخرى يمكن أن تسبب حروقًا خطيرة”.
ولأنها بلا إشعاعات، فإن عملية الإندماج الجديدة يمكن أن يتم إجرائها في مفاعلات إندماج نووي عاملة بالليزر صغيرة الحجم نسبيًا والتي تستخدم الديتيريوم (الهيدروجين الثقيل) كوقود.
لقد تم بالتجربة إثبات فعالية مفاعلات الإندماج النووي العاملة بالليزر في إنتاج طاقة أكثر من تلك التي تحتاجها لبدء التفاعل، كما أن الهيدروجين الثقيل موجود في الماء العادي بكميات كبيرة ومن السهل استخراجه.
لن يكون ضروريًا في المستقبل التعامل الخطير مع التريتيوم المُشِع والذي يتم استخدامه عادةً كجزء من الوقود لتشغيل مفاعلات الإندماج النووي الكبيرة التي تستخدم مغانط ضخمة لإحتواء البلازما أثناء التفاعل.
إن الميزة الملحوظة في تلك الإلكترونات السريعة التي سيتم إنتاجها أثناء التفاعل الجديد هي ان تلك الالكترونات مشحونة ولذلك يمكنها إنتاج الطاقة الكهربائية مُباشرةً، بينما النيوترونات التي تتراكم بكميات كبيرة في الأنواع الأخرى من الإندماج النووي تكون طاقتها من الصعب التعامل معها لأنها ليست مشحونة، تلك النيوترونات تكون عادة عالية الطاقة و مدمرة جدًا للأعضاء الحية، وعلى الجانب الآخر فإن الإلكترونات الثقيلة تكون أقل خطرًا بشكلٍ ملحوظ.
النيوترونات الناتجة من التفاعلات الأخرى تكون سريعة جدًا ومن الصعب إبطائها لذلك تحتاج غلاف للمفاعل بسمك عدة أمتار، بينما الميونات، تلك الإلكترونات الثقيلة والسريعة، فإنها تضمحل بسرعة إلى إلكترونات عادية وجسيمات مشابهة.
وتظهر الأبحاث إن مفاعلات نووية جديدة أكثر بساطة وأصغر حجمًا – إلى حدٍ كبيرٍ – مِنَ الممكن بِنائُها، والخطوة التالية هي بناء مولدات لإنتاج الطاقة الكهربائية إعتمادًا على الطريقة الجديدة.
Story Source:
The above post is reprinted from materials provided by University of Gothenburg. The original item was written by Carina Eliasson. Note: Materials may be edited for content and length.
Journal References:
- Leif Holmlid, Sveinn Olafsson. Spontaneous ejection of high-energy particles from ultra-dense deuterium D(0). International Journal of Hydrogen Energy, 2015; 40 (33): 10559 DOI:10.1016/j.ijhydene.2015.06.116
- Leif Holmlid, Sveinn Olafsson. Muon detection studied by pulse-height energy analysis: Novel converter arrangements. Review of Scientific Instruments, 2015; 86 (8): 083306 DOI: 10.1063/1.4928109
- Leif Holmlid. Heat generation above break-even from laser-induced fusion in ultra-dense deuterium. AIP Advances, 2015; 5 (8): 087129 DOI: 10.1063/1.4928572
