بعد سبعة أشهر فقط من إعلانها عن رقم قياسي مميز لدرجة حرارة البلازما، حققت الأكاديمية الصينية للعلوم رقمًا قياسيًا آخر لذلك. حافظ مفاعل الاندماج النووي «توكوماك» أو كما يسمى الشمس الاصطناعية على حلقة من البلازما التي سُخنت إلى 120 مليون درجة مئوية (216 مليون درجة فهرنهايت) مدة 1056 ثانية، وفقًا لتقارير معهد فيزياء البلازما.
ويتفوق هذا أيضًا على الرقم القياسي السابق لحبس البلازما البالغ 390 ثانية، الذي سجله مفاعل توكوماك بـ توري سوبرا في فرنسا عام 2003.
يعد هذا الانجاز الذي حققه مفاعل EAST (مفاعل توكوماك التجريبي المطور فائق التوصيل، أو HT-7U) تقدمًا مهمًا لتجارب الاندماج في السعي وراء طاقة الاندماج النوويّ.
إن النجاح في توليد كميات قابلة للاستخدام من الطاقة عبر الاندماج النووي قد يغير العالم، لكن تحقيقه يمثل تحديًا كبيرًا جدًا. إذ أنه يعتمد على تكرار العمليات التي تحدث داخل النجوم، حيث الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية يضغطان النوى الذرية معًا بإحكام لتنصهر مكونةً عناصر جديدة.
في حالة سلسلة من النجوم الرئيسية، هذه النوى تكون نوى هيدروجين، تندمج لتشكل الهيليوم، وبما أن كتلة نواةٍ واحدة من الهيليوم أقل من كتلة نوى الهيدروجين الأربعة التي تندمج لتكوينها، فإن الكتلة الزائدة تشع على شكل حرارة وضوء.
تولّد هذه العملية قدرًا هائلًا من الطاقة، ما يكفي لتشغيل نجم، ويسعى العلماء جاهدين لتسخير العملية ذاتها على الأرض. لا شك أن هناك تحديًا كبيرًا في توليد الحرارة والضغط اللذين نجدهما في داخل النجوم، وهناك تقنيات مختلفة لمعالجتها.
في مفاعل التوكاماك، تكون البلازما شديدة السخونة ومحصورة في دولاب (شكل حلوى الدونات) بواسطة حقول مغناطيسية قوية؛ لكن الحفاظ على هذه البلازما المحصورة شديدة السخونة فتراتٍ زمنية طويلة من أجل بقاء هذه التفاعلات مستمرة هي مشكلة أخرى، لأن البلازما شديدة السخونة فوضوية ومضطربة ومعرضة لعدم الاستقرار، ما قد يؤدي إلى تسربها.
سجل مفاعل EAST سابقًا درجة حرارة 160 مليون درجة مئوية (288 مليون درجة فهرنهايت)، استمرت مدة 20 ثانية (حرارة نواة الشمس،على سبيل المثال، 15 مليون درجة مئوية؛ والحرارة الزائدة في مفاعل توكاماك تعوض الضغط المنخفض).
في 30 ديسمبر عام 2021 حقق مفاعل EAST هدفه لعام 2021 المتمثل بتحقيق وقتٍ قياسي جديد بلغ 1000 ثانية.
ما يزال أمام الاندماج النووي طريق طويل جدًا؛ فالمفاعلات في الوقت الحالي تستهلك في الانصهار طاقةً أكثر من تلك التي تنتجها؛ لكن إطالة وقت حبس البلازما هو خطوة مهمة جدًا إلى الأمام لجعل اندماج البلازما المستدامة ذاتيًا أمرًا واقعيًا.
اقرأ أيضًا:
مفاعل الاندماج النووي في كوريا يسجل رقمًا قياسيًا لحرارة البلازما داخله
الفيزيائيون كسروا حاجز سرعة الضوء داخل حقل من البلازما
ترجمة: أحمد العبدالرجب
تدقيق: أحمد الحميّد
