في إنجاز علمي وهندسي مثير، حقق الباحثون في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في منطقة الخليج مؤخرًا الهدف الذي طال انتظاره وهو توليد تفاعل اندماج نووي ينتج طاقة أكبر مما تم حقنه مباشرة في وعاء مفاعل صغير. وبحلول اليوم التالي، كان النقاد من مختلف ألوان الطيف السياسي يروجون لهذا الإنجاز باعتباره نذيرًا لعصر جديد في إنتاج الطاقة، مما يشير إلى أن مستقبل طاقة الاندماج النووي غير المحدودة ومنخفضة التأثير ربما يكون على بعد بضعة عقود. ولكن في الواقع، فإن الاندماج النووي القابل للتطبيق تجاريًا أصبح أقرب إلى حد لا متناهٍ مما كان عليه في الثمانينات عندما تم التوصل لأول مرة إلى تفاعل اندماجي محصور - أي لا يحدث في الشمس أو من قنبلة.
ورغم أن أغلب الكتاب الصادقين اعترفوا على الأقل بالعقبات التي تعترض الاندماج على نطاق تجاري، فإنهم عادة ما زالوا يقللون من شأنها ــ كما حدث اليوم كما كان الحال في ثمانينيات القرن العشرين. لقد قيل لنا أن تفاعل الاندماج يجب أن يحدث "عدة مرات في الثانية" لإنتاج كميات قابلة للاستخدام من الطاقة. لكن انفجار الطاقة من مفاعل الاندماج LLNL لم يستمر سوى عُشر النانو ثانية، أي عشرة مليارات من الثانية. من الواضح أن التفاعلات الاندماجية الأخرى (مع فقدان صافي للطاقة) قد عملت لبضعة نانو ثانية، ولكنها أعادت إنتاج هذا التفاعل أكثر من مليار مرة كل ثانية هي أبعد بكثير مما يفكر فيه الباحثون.
قيل لنا أن المفاعل أنتج حوالي 1.5 مرة من كمية الطاقة التي تم إدخالها، لكن هذا لا يحسب إلا طاقة الليزر التي ضربت وعاء المفاعل بالفعل. تلك الطاقة، الضرورية لتوليد درجات حرارة تزيد عن مائة مليون درجة، كانت نتاج مجموعة من 192 ليزرًا عالي الطاقة، والتي تطلبت بئرًا جيدًا. أكثر من 100 مرة من الطاقة ليشغل. وثالثا، قيل لنا إن الاندماج النووي سوف يؤدي ذات يوم إلى تحرير مساحات شاسعة من الأراضي المطلوبة حاليا لتشغيل منشآت الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. لكن المنشأة بأكملها كانت بحاجة إلى استضافة 192 جهاز ليزر وجميع معدات التحكم الضرورية الأخرى، وكانت كبيرة بما يكفي لاحتواء ثلاثة ملاعب كرة قدم، على الرغم من أن تفاعل الاندماج الفعلي يحدث في وعاء من الذهب أو الماس أصغر من حبة البازلاء. كل هذا فقط لتوليد ما يعادل حوالي 10-20 دقيقة من الطاقة التي يستخدمها منزل صغير نموذجي. ومن الواضح أنه حتى أنظمة الطاقة الشمسية الأقل تكلفة على الأسطح يمكنها بالفعل أن تفعل الكثير. وقد قدرت مجموعة البروفيسور مارك جاكوبسون في جامعة ستانفورد أن التحول الإجمالي إلى طاقة الرياح والمياه والطاقة الشمسية قد يستخدم مساحة من الأرض تشغلها حاليًا البنية التحتية للوقود الأحفوري في العالم.
الناقد النووي منذ فترة طويلة كارل غروسمان كتب على والكذابون مؤخرا من العقبات العديدة المحتملة التي تحول دون توسيع نطاق مفاعلات الاندماج النووي، حتى من حيث المبدأ، بما في ذلك النشاط الإشعاعي العالي، والتآكل السريع للمعدات، والطلب المفرط على المياه للتبريد، والانهيار المحتمل للمكونات التي قد تحتاج إلى العمل في درجات حرارة وضغوط مرتفعة بشكل لا يسبر غوره. مصدره الرئيسي في هذه القضايا هو الدكتور دانيال جاسبي، الذي ترأس مختبر أبحاث الاندماج الرائد في برينستون لمدة 25 عامًا. قاد مختبر برينستون، بالتعاون مع باحثين في أوروبا، عملية تطوير جهاز أكثر شيوعًا لتحقيق تفاعلات الاندماج النووي، وهو وعاء على شكل كعكة أو وعاء كروي يُعرف باسم توكاماك. التوكاماك، الذي يحتوي على كميات أكبر بكثير من الغاز عالي التأين (في الواقع بلازما، وهي حالة مختلفة جذريًا للمادة)، حقق تفاعلات اندماجية أكبر بكثير لعدة ثوانٍ في المرة الواحدة، لكنه لم يقترب أبدًا من إنتاج طاقة أكبر مما يتم حقنه في المفاعل.
حدث تفاعل الاندماج بالليزر الذي تم تحقيقه في LBL في مختبر يسمى مرفق الإشعال الوطني، الذي يروج لعمله في مجال الاندماج من أجل الطاقة، ولكنه مخصص في المقام الأول لأبحاث الأسلحة النووية. البروفيسور إم في رامانا من جامعة كولومبيا البريطانية، الذي المادة الأخيرة تم نشره على إحياء حديثا شبكة ZNetwork"تم إنشاء NIF كجزء من برنامج إدارة المخزون القائم على أساس علمي، والذي كان بمثابة الفدية المدفوعة لمختبرات الأسلحة النووية الأمريكية مقابل التنازل عن حق الاختبار بعد توقيع الولايات المتحدة على معاهدة الحظر الشامل للتجارب النووية" في عام 1996. فهو "وسيلة لمواصلة الاستثمار في تحديث الأسلحة النووية، ولو من دون إجراء تجارب تفجيرية، وتغليفها كوسيلة لإنتاج طاقة "نظيفة". يستشهد رامانا بمقال نشر عام 1998 يشرح كيف أن أحد أهداف تجارب الاندماج بالليزر هو محاولة تطوير قنبلة هيدروجينية لا تتطلب قنبلة انشطارية تقليدية لإشعالها، مما قد يلغي الحاجة إلى اليورانيوم عالي التخصيب أو البلوتونيوم في الأسلحة النووية.
في حين يتوقع بعض الكتاب مستقبل مفاعلات الاندماج النووي التي تعمل بمياه البحر، فإن الوقود الفعلي لكل من تجارب التوكاماك والاندماج بالليزر يتكون من نظيرين فريدين من الهيدروجين المعروف باسم الديوتيريوم - الذي يحتوي على نيوترون إضافي في نواته - والتريتيوم - مع نيوترونين إضافيين. النيوترونات. الديوتيريوم مستقر وشائع إلى حد ما: ما يقرب من واحدة من كل 5-6000 ذرة هيدروجين في مياه البحر هي في الواقع ديوتيريوم، وهو عنصر ضروري (كأحد مكونات "الماء الثقيل") في المفاعلات النووية التقليدية. ومع ذلك، فإن التريتيوم مشع، ويبلغ نصف عمره اثني عشر عاما، وعادة ما يكون منتجا ثانويا مكلفا (30,000 ألف دولار للجرام الواحد) لنوع غير عادي من المفاعلات النووية المعروف باسم كاندو، الموجود بشكل رئيسي اليوم في كندا وكوريا الجنوبية. ومع أنه من المقرر أن يتم تقاعد نصف مفاعلات CANDU العاملة هذا العقد، فمن المرجح أن تصل إمدادات التريتيوم المتاحة إلى ذروتها قبل عام 2030، وسوف تستنفد منشأة الاندماج التجريبية الجديدة قيد الإنشاء في فرنسا تقريبًا الإمدادات المتاحة في أوائل خمسينيات القرن الحالي. وهذا هو الاستنتاج أ مقالة كاشفة للغاية التي ظهرت في علوم مجلة يونيو الماضي، قبل أشهر من أحدث اختراق الاندماج. (علمت لاحقًا أن معظم هذه البيانات تم الإبلاغ عنها لأول مرة لجمهور غير متخصص في أوقات الطاقة الجديدة في عام 2021على الرغم من أن مختبر برينستون قد أحرز بعض التقدم نحو إمكانية إعادة تدوير التريتيوم، إلا أن باحثي الاندماج ما زالوا يعتمدون بشكل كبير على الإمدادات المتناقصة بسرعة. ويجري أيضًا تطوير أنواع وقود بديلة لمفاعلات الاندماج، تعتمد على الهيليوم المشع أو البورون، ولكنها تتطلب درجات حرارة تصل إلى مليار درجة لتحفيز تفاعل الاندماج. ويخطط المختبر الأوروبي لتجربة طرق جديدة لتوليد التريتيوم، ولكن هذه أيضًا تزيد بشكل كبير من النشاط الإشعاعي للعملية بأكملها، ومن المتوقع زيادة التريتيوم بنسبة 5 إلى 15 بالمائة فقط. كلما زاد وقت التوقف عن العمل بين عمليات التشغيل التجريبية، قل إنتاج التريتيوم. يقتبس المقال العلمي من د. جاسبي، الذي كان يعمل سابقًا في مختبر الاندماج في برينستون، قوله إن مشكلة إمدادات التريتيوم "تجعل مفاعلات الاندماج بين الديوتيريوم والتريتيوم مستحيلة".
فلماذا كل هذا الاهتمام بالإمكانات المتخيلة لطاقة الاندماج؟ إنها محاولة أخرى من قِبَل أولئك الذين يعتقدون أن النهج الضخم الذي يعتمد على التكنولوجيا المكثفة هو وحده القادر على أن يكون بديلاً قابلاً للتطبيق للبنية التحتية الحالية للطاقة التي تعتمد على الوقود الأحفوري. وتستمر بعض المصالح نفسها في الترويج للادعاءات الكاذبة القائلة بأن "جيلًا جديدًا" من مفاعلات الانشطار النووي سوف يحل المشاكل المستمرة المتعلقة بالطاقة النووية، أو أن احتجاز ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع ودفنه من محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري سيجعل من الممكن إدامة الاقتصاد القائم على الوقود الأحفوري في المستقبل البعيد. إن معالجة هذه الادعاءات بشكل منهجي خارج نطاق هذه المقالة، ولكن من الواضح أن وعود اليوم بجيل جديد من المفاعلات "المتقدمة" لا تختلف كثيرًا عما كنا نسمعه في الثمانينيات أو التسعينيات أو أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.
المبلغ عن المخالفات النووية أرني جوندرسن يتعرض بشكل منهجي العيوب الموجودة في تصميم المفاعل "الجديد" الذي يفضله حاليًا بيل جيتس، موضحًا أن التكنولوجيا الأساسية المبردة بالصوديوم هي نفسها الموجودة في المفاعل الذي "كاد أن يفقد ديترويت" بسبب الانهيار الجزئي في عام 1966، وتسبب في حدوث مشكلات بشكل متكرر في تينيسي وفرنسا واليابان. تعاني البنية التحتية للطاقة النووية في فرنسا، والتي توصف منذ فترة طويلة كنموذج للمستقبل، من مشاكل المعدات والتجاوزات الهائلة في التكاليف وبعض مصادر مياه التبريد لم تعد باردة بما فيه الكفاية، بسبب ارتفاع درجات الحرارة العالمية. استغرقت محاولة تصدير التكنولوجيا النووية الفرنسية إلى فنلندا أكثر من عشرين عامًا أطول مما كان متوقعًا، وهو ما يعادل أضعاف التكلفة الأصلية المقدرة. أما بالنسبة لاحتجاز الكربون، فنحن نعلم أن عدد لا يحصى من تجارب احتجاز الكربون المدعومة بشكل كبير قد فشلت وأن الغالبية العظمى من ثاني أكسيد الكربون2 ويستخدم حالياً ما يتم التقاطه من محطات الطاقة في "الاستخلاص المعزز للنفط"، أي زيادة كفاءة آبار النفط الموجودة. خطوط الأنابيب التي ستكون ضرورية لجمع ثاني أكسيد الكربون فعليًا2 ودفنها تحت الأرض سيكون مشابهاً للبنية التحتية الحالية بأكملها لأنابيب النفط والغاز، ومن المرجح أن تثبت فكرة الدفن الدائم أنها مجرد حلم كاذب.
وفي الوقت نفسه، نحن نعلم أن بناء مرافق الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الجديدة أرخص بالفعل من بناء محطات الطاقة الجديدة التي تعمل بالوقود الأحفوري، بل إنها في بعض المواقع أقل تكلفة من الاستمرار في تشغيل محطات الطاقة الحالية. وفي مايو/أيار الماضي، تمكنت كاليفورنيا لفترة وجيزة من تشغيل شبكتها الكهربائية بالكامل باستخدام الطاقة المتجددة، وهو إنجاز تم تحقيقه بالفعل في الدنمرك وجنوب أستراليا. ونحن نعلم أن مجموعة متنوعة من أساليب تخزين الطاقة، إلى جانب إدارة الأحمال المتطورة وتحديث البنية التحتية للنقل، تساعد بالفعل في حل مشكلة انقطاع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في أوروبا وكاليفورنيا ومواقع أخرى. وفي الوقت نفسه، يتزايد الوعي بشأن الاعتماد المتزايد للتكنولوجيا المتجددة، بما في ذلك البطاريات المتقدمة، على المعادن المستخرجة من أراضي السكان الأصليين والجنوب العالمي. وبالتالي، فإن التحول العادل في مجال الطاقة يجب أن يكون متجددًا بالكامل، وأن يرفض أيضًا أساطير النمو الدائم التي نشأت عن عصر الوقود الأحفوري. إذا كانت نهاية عصر الوقود الأحفوري تنذر بنهاية النمو الرأسمالي بجميع أشكاله، فمن الواضح أن كل أشكال الحياة على الأرض ستكون المستفيدة في النهاية.
يتم تمويل ZNetwork فقط من خلال كرم قرائها.
للتبرع