الشمس الاصطناعية في الصين

كتابة: duaa mohe آخر تحديث: 09 سبتمبر 2021 , 02:29

ما هي الشمس التي تصنعها الصين

إن الشمس الاصطناعية في شرق الصين هي جهاز بث تجريبي لاندماج نووي متقدم، يتموضع في الشرق مفاعل توكاماك التجريبي المتقدم، وإن hefei في asipp معهد فيزياء البلازما وهو تابع للأكاديمية الصينية للعلوم الاصطناعية عمل على تكرار عملية الاندماج النووي ويعتبر هو التفاعل ذاته الذي يعمل على مد الشمس بالطاقة، فالصين حالياً تقوم بتشغيل مفاعل أكبر جهاز بحثي تجريبي للاندماج النووي في الصين وأكثرها تقدماً.

ففي الآونة الأخيرة قد اختبرت الصين شمسها الاصطناعية، وتم توليدها عن طريق مفاعل اندماج نووي يستطيع توليد الطاقة لسنوات عديدة، مع العلم أن الاندماج عملية مكلفة جداً لكن الاختبارات التي تقوم بها الصين من الممكن أن تساعد الباحثين لإيجاد طرق حتى يخفضوا من هذه التكلفة، ويطلق على هذه الشمس الاصطناعية باسم HL-2M وهو مفاعل اندماج توكاماك يتوضع في معهد الجنوب الغربي في مدينة تشنغدو في الصين.[2]

كيف تعمل الشمس الاصطناعية

تعمل الشمس الاصطناعية عن طريق عملية الاندماج النووي حيث أنه تم تصميم جهاز نووي يتم من خلاله إنتاج مستويات عالية من الطاقة دون أن يتم توليد كميات كبيرة من النفايات، فسابقاً كانت الطاقة يتم إنتاجها عن طريق الإنشطار النووي، فهو عملية يتم فيها تقسيم نواة ذرة ثقيلة إلى نواتين أو أكثر، وإن الإنشطار يعتبر عملية أسهل في تنفيذه إلا أن له مضار كثيرة تكمن في إنتاج وتوليد الكثير من النفايات النووية الضارة بالبيئة، بينما الاندماج النووي لا ينبعث منه غازات لهذا يعتبر عملية أكثر أماناً من الإنشطار النووي، فبمجرد أن يتم إتقان الإندماج النووي يتم توفير طاقة نظيفة غير محدودة، بالإضافة إلى أن تكاليفها تكون منخفضة جداً، ولكي يتم حدوث الاندماج النووي يجب أن :

  • يتم تطبيق عليه حرارة وضغط كبيرين جداً، وخاصة على ذرات الهيدروجين لأن الحرارة والضغط يساعد هذه الذرات على الاندماج، وقد تم صنع نواتا الديوتيريوم والتريتيوم وهاتان النواتان تتواجدان في الهيدروجين، وتندمجان معاً لتكوين نواة هيليوم ونيوترون بالإضافة إلى إنتاج الكثير من الطاقة الهائلة.
  • ثم يسخن الوقود إلى درجات حرارة تزيد عن 150 مليون درجة مئوية، لتشكيل بلازما ساخنة من الجسيمات التي تكون دون ذرية.
  • تطبيق مجال مغناطيسي قوي على الهيدروجين لضغطه حتى ينتج البلازما، ويقوم  هذا المجال المغناطيسي على إبعاد البلازما عن جدران المفاعل حتى يضمن عدم تبريده، بالإضافة إلى ضمان إلى عدم فقدان قدرته على توليد كميات كبيرة من الطاقة، وإن هذه البلازما يتم تقييدها لفترات طويلة من الزمن حتى يتم حدوث الاندماج.[1]
  • وفي محاولة الضغط من أجل الطاقة النظيفة بالإضافة إلى الوصول إلى درجات حرارة عالية يجب أن يتم وضع نظائر الهيدروجين داخل جهاز الاندماج حتى ينشأ البلازما، حيث يتم فصل الأيونات والإلكترونات أثناء هذه العملية.

درجة حرارة الشمس الاصطناعية

يمكن أن تصل درجة الشمس الاصطناعية HL-2M إلى أكثر من 150 مليون درجة مئوية، أي تكون أعلى بعشر مرات من نواة الشمس، فقد سجل المفاعل الشرقي رقماً قياسياً جديداً حيث وصلت حرارة البلازما فيه إلى 216 مليون درجة فهرنهايت، وكان قادراً على العمل لمدة 20 ثانية عند 288 مليون درجة فهرنهايت، حيث أن لب الشمس تصل فقط حوالي 15 مليون درجة مئوية، وهذا يدل على أن المفاعل كان قادراً على لمس درجات حرارة تكون مرتفعة بعشر مرات، وبحسب صحيفة غلوبال تايمز الصينية أن هذا الرقم الذي وصلت إليه هو رقم قياسي جديد للعلماء الصينين، وإن هدف العلماء من المفاعل التجريبي هو الحفاظ على درجة حرارة مرتفعة لفترات طويلة من الزمن.

سابقاً في عام 2018م  كانت درجة الحرارة القياسية تبلغ 100 مليون درجة مئوية، وقد أشار بوكيانغ لصحيفة جلوبال تايمز إلى أن هذا المشروع يقوم بالتنمية الخضراء في الصين وقد تابع وقال: “إنها أشبه بتكنولوجيا مستقبلية بالغة الأهمية لدفع الصين نحو التنمية الخضراء”، وقد قال: “لا يزال هناك ثلاثة عقود جيدة قبل أن تتمكن الصين من رؤية شمس اصطناعية تعمل بكامل طاقته”.

الصين تصنع شمس تضوي في الليل

في 13 تشرين الثاني عام 2018م، تم إعلان علمان معهد هيفي الصيني المختص بالعلوم الفيزيائية بأنه قد قام بتطوير مفاعل مصمم لتقليد عملية الاندماج النووي التي تُستخدم في الشمس الحقيقية حتى تعمل على توليد الطاقة، وإن هذا المفاعل يدعى باسم توكاماك، ويطلق عليه اسم الشمس الاصطناعية، وقد تم تصميم علمية الاندماج النووي على أساس عملية الاندماج التي تستخدمها الشمس الحقيقة حتى تولد الطاقة، وإن هذه نقطة التحول قد تشكلت عن طريق تحقيق درجة حرارة إلكترون تصل إلى 100 مليون درجة مئوية.

وفي عام 2019 قام مسؤولون صينيون بالإعلان أنهم سينهون بناء هذا المشروع نهاية عام 2019، وفعلاً في اليوم الرابع من شهر كانون الأول عام 2020م، أعلنت الشركة الصينية الوطنية المختصة بالطاقة النووية أن الصين قد باشرت بتشغيل الشمس الاصطناعية، وقد حققت أول بلازما يعمل على تشغيلها.

مشروع الشمس الاصطناعية

إن مشروع الشمس الاصطناعية تشترك به الصين وتخطط لأن تستخدم الجهاز بالتعاون مع العلماء الذين يعملون في مجال المفاعل النووي الحراري الذي يدعى باسم ITER، وهو أكبر مشروع أبحاث الذي يختص في الاندماج النووي في العالم، وإن فرنسا هي المقر الأساسي لهذا المشروع، وإن هذا المشروع يعتبر أكبر مشروع عالمي علمي تم بعد إنشاء المحطة الفضائية الدولية التي أُنشئت قبل أكثر من عشرين عاماً، وإن كوريا الجنوبية لديها شمس صناعية خاصة بها أيضاً اسمها Korea Superconducting Tokamak Advanced Research، وإن اختصار اسم الشمس الصناعية الموجودة في كوريا الجنوبية KSTAR، وتعمل هذه الشمس في درجة مئوية تساوي 100 مليون لمدة 20 ثانية.

وإن الاندماج النووي يعتبر هو الجوهر الأساسي المولد للطاقة وهو الذي يمد الشمس بالطاقة التي تحترق عند درجة مئوية تكون مساوية 15 مليون، فيقوم هذا الاندماج النووي على دمج النوى الذرية والتي ينتج عنها إنتاج كميات كبيرة من الطاقة، وإن عملية الإندماج النووي كما أسلفنا سابقاً هي عكس عملية الانشطار التي تستخدم في الأسلحة الذرية، بالإضافة إلى استخدامها في محطات الطاقة النووية التي تعمل على تقسيمها إلى أجزاء، وإن الاندماج لا ينتج عنه غازات دفيئة عكس الانشطار النووي، وتكون مخاطر الاندماج النووي أقل من مخاطر الانشطار النووي، وإن تحقيق الاندماج مكلف جداً حيث أن التكلفة الإجمالية للمفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي ITER  تبلغ تكلفته 22.5 مليار دولار.[3]

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى