اول مفاعل لانتاج الطاقة النووية بالاندماج بدلا عن الانشطار

إنها طاقة نظيفة ومتجددة، ومصدر لا ينضب ـ تقريبا ـ للوقود. يبدأ العمل في فرنسا من أجل إنشاء أول مفاعل تجريبي كبير للاندماج النووي، والمعروف بـ"إيتر"، وهو مشروع دولي يشترك فيه الاتحاد الأوروبي واليابان وروسيا وكوريا الجنوبية والصين والولايات المتحدة.

كان الاعتقاد السائد في كثير من الاوساط العلمية هو أنه من المستحيل انشاء مفاعل اندماج نووي ممكن التنفيذ فنيا وذي جدوي اقتصاديا لكن مشروع "إيتر" يسعى إلي دحض هذا الاعتقاد.

وسيبنى مفاعل "توكاماك" التجريبي الدولي "إيتر" بالقرب من مدينة "كاداراش" الفرنسية، وسينتج 700 ميجاوات من الطاقة الكهربائية لحد اقصى. ويُنشأ المفاعل لغرض البحث العلمي بالدرجة الأولي؛ حيث يهدف المشروع إلى تأكيد إمكانية إنشاء مفاعل للاندماج النووي يستطيع انتاج طاقة كهربائية بتكلفة اقتصادية معقولة.

اندماج نووي
والاندماج النووي هو عملية تتحرر فيها الطاقة من اندماج أنوية لذرات عناصر خفيفة في صورة سحابة من غاز الهيدروجين مع بعضها البعض. ويختلف الاندماج النووي عن عملية الانشطار النووي التي تُستخدم حاليًّا في محطات الطاقة النووية؛ فالاندماج النووي يحدث في درجات حرارة مرتفعة للغاية تفوق 150 مليون درجة مئوية، وهي نفس العملية التي تحدث داخل الشمس.

وتعتبر الطاقة الناتجة عن الاندماج النووي طاقة نظيفة أي لا تلوث البيئة، وصورة متجددة من صور الطاقة، ومصدرًا لا نهاية له تقريبا للإمدادات بالطاقة؛ فالهيدروجين مثلا يمكن الحصول عليه بسهولة من ماء البحر، كما أن لترًا واحدًا من ماء البحر ينتج نظريًّا طاقة تعادل نفس الطاقة التي تنتجها ثلاثين لترًا من النفط، أضف إلى ذلك أنه لا يتخلف عنها أية غازات حرارية ـ تزيد سخونة كوكب الأرض ـ كثاني أكسيد الكربون.

عندما لا يوجد أي وضع مستقر، تقريبا، قد يكون من المستحيل أن نقوم بإدماج نواتين (على سبيل المثال : 4He + 4He).




إن التفاعلات الاندماجية التي تطلق أكبر قدر من الطاقة هي تلك التي تستخدم أكثر الأنوية خفّة لإنتاج الهيليوم ، لأن الهيليوم ونواته جسيم ألفا هي أقوى نواة ذرة هلى الإطلاق من جهة تماسكها ، فهي تحتوي على 2 بروتون و 2 نيوترون وهؤلاء الأربعة شديدو التماسك بحيث يتحول جزء يعادل 005و0 من كتلتهم كما في التفاعل الموضح بالرسم ،إلى طاقة حركة تتوزع بين نواة الهيليوم الناتجة والنيوترون . ومجموع الطاقتين الموزعتين = 3,5 + 14,1 = 17,6 MeV . و بالتالي فإن أنوية الدويتيريوم (بروتون واحد ونيوترون واحد) والتريتيوم (بروتون واحد و نيوترونان)، مستخدمة في التفاعلات التالية :
دويتيريوم + دويتيريوم -> هيليوم 3 + نيوترون
دويتيريوم + دويتيريوم -> تريتيوم + بروتون
دويتيريوم + تريتيوم -> هيليوم 4 + نيوترون
دويتيريوم + هيليوم 3 -> هيليوم 4 + بروتون

و هذه التفاعلات هي أكثر التفاعلات دراسة في المخابر عند تجارب الاندماج المراقبة ، وكل منها ينتج نحو 17 MeV من الطاقة.
الأمان
ويعد مشروع "إيتر" الخطوة الأخيرة في مشوار البحث العلمي الجاري بكافة أنحاء العالم بشأن الاندماج النووي؛ الذي بدا في خمسينيات القرن الماضي؛ فقد أثبت العمل البحثي صعوبة إبان العقود القليلة الأولى، ولم يكن أحد يعتقد أن الاندماج النووي سيصبح حقيقة. إلا أن العشرين عاما الماضي شهدت اختراقات هامة في عدد من المجالات وفي مقدمتها السلامة والامان.

وفي هولندا تجري الأبحاث حول الاندماج النووي بمعهد "إف أو إم" لفيزياء البلازما بـ"نيوفيخين".

ويتوقع البروفيسور "نيك لوبيز كاردوزو" مدير أبحاث الاندماج النووي بالمعهد أن هولندا ستستطيع تقديم مساهمة كبيرة لمشروع "إيتر"؛ فمعهد "إف أو أم" يبحث في سبل أكثر فعالية لتسخين غاز الهيدروجين، وفي طرق آمنة للاحتفاظ بالبلازما الساخنة داخل المفاعل. وإذا ما أخذنا في الاعتبار درجات الحرارة الهائلة ـ التي تقدر بـ150 مليون درجة مئوية ـ فإن الأمان يعد عاملا رئيسيا لنجاح فكرة مشروع الاندماج النووي.


الإمداد بالطاقة
وتكمن أهمية بحوث الاندماج النووي في ضمان الإمدادات المستقبلية بالطاقة؛ فعلى المدى البعيد ستنضب كافة صور الوقود الحفري (النفط والفحم ومشتقاتهما) تماما، مع ذلك لن يستطيع الاندماج بأية حال أن يحل محل أشكال الوقود ـ كالنفط والغاز مثلا ـ كليا. ويعتقد البروفيسور "كاردوزو" أن مزيجا من مصادر الطاقة مطلوبة بما فيها الرياح والطاقة الشمسية.

خلال العقود القادمة سيتزايد الطلب على الطاقة ففي الماضي كانت الإمدادات بالوقود الحفري كافية، وكانت الحاجة للبحث عن بدائل محدودة،" أما الآن فيتعاظم الشعور بالحاجة الملحة" وفقا للبروفيسور "كاردوزو" الذي قال:
"معنى هذا أيضا أن الاقتصاديات سريعة النمو كالصين التي تتنامى حاجتها للطاقة مستعدة للمساهمة في تمويل أبحاث الاندماج النووي".

ولن يصبح من الممكن حساب الارباح التجارية التي سيدره الاندماج النووي قبل حوالي 35 عاما، عندما يُنشئ مفاعل "ديمو"؛ الذي سيخلف "إيتر"؛ فمفاعل ديمو سيكون أول مفاعل اندماج نووي بقدرة 1000 ميجاوات يولد كهرباء حقيقية تصل لقطاع أكبر من الجمهور.
,إلى اللقاء في موضوع جديد بطاقة نووية إن شاء الله