ينظر العلماء إلى طاقة الاندماج النووي كأحد أفضل مصادر الطاقة النظيفة، لما لها من قدرة على توفير كهرباء غير محدودة دون انبعاثات كربونية أو نفايات مشعة مرتبطة بالمفاعلات النووية التقليدية، وفي خطوة جديدة نحو تحقيق هذا الهدف، تمكن علماء من كوريا الجنوبية من إنجاز بارز باستخدام ما يعرف بـ “النجم الاصطناعي” مما يفتح آفاقًا جديدة لتزويد المنازل بالكهرباء النظيفة في المستقبل.
شمس اصطناعية
الحفاظ على البلازما عند 100 مليون درجة مئوية
أعلن المعهد الكوري لطاقة الاندماج (KFE) أن جهاز KSTAR، وهو اختصار لـ “المعهد الكوري لأبحاث التوكاماك فائق التوصيل المتقدم”، تمكن من الحفاظ على استقرار البلازما عند درجات حرارة الاندماج لمدة 102 ثانية، كما ذكر موقع my modern met.
ويعني هذا الإنجاز أن جهاز KSTAR استطاع الوصول إلى درجة حرارة تبلغ 100 مليون درجة مئوية والمحافظة عليها خلال هذه المدة، وهي حرارة تعادل نحو 7 أضعاف درجة حرارة لب الشمس، ويعد هذا التطور نتيجة لعقود من الأبحاث والعمل المتواصل في مجال الاندماج النووي.
تطوير المفاعل وتحطيم الأرقام القياسية
يعد جهاز KSTAR أول جهاز توكاماك، وهو جهاز دائري يستخدم لتسخير الطاقة، يتمكن من الحفاظ على هذه الدرجة المرتفعة من الحرارة داخل تكوين مزود بجدران مصنوعة بالكامل من التنجستن، واستبدل الفريق العلمي المسؤول عن المشروع بلاطات الكربون المواجهة للبلازما، والتي كانت مستخدمة في المشاريع السابقة، بمواد جديدة سمحت بمعالجة مشكلة رئيسية تتعلق باحتفاظ التريتيوم.
وساعدت هذه المواد في توفير قدر أكبر من الاستقرار للتفاعل، كما مكنت مفاعل KSTAR من تجاوز رقمه القياسي السابق المسجل في عام 2024، عندما تمكن من الحفاظ على البلازما، وهي غاز شديد السخونة، عند درجات حرارة الاندماج النووي لمدة 48 ثانية داخل جهاز التوكاماك.
ويعد تحقيق هذه الحرارة المرتفعة أمرًا أساسيًا لإحداث تفاعل اندماج نووي مماثل لما يحدث داخل الشمس، حيث يتطلب الأمر درجات حرارة هائلة لتعويض ضغط الجاذبية الموجود في النجم.
طموحات مستقبلية لزيادة زمن التشغيل
ورغم أن حلم تزويد المدن حول العالم بالطاقة النظيفة الناتجة عن الاندماج النووي لا يزال يحتاج إلى سنوات طويلة من التطوير، فإن كل تقدم من هذا النوع يمنح العلماء معارف جديدة يمكن الاستفادة منها في تصميم مفاعلات الاندماج المستقبلية.
ولا يقتصر التحدي في هذا المجال على توليد الحرارة فقط، بل يتمثل أيضًا في القدرة على الحفاظ عليها لفترات زمنية طويلة، وعلى الرغم من أن المفاعل لا ينتج الكهرباء حتى الآن، فإن الهدف المقبل للمعهد الكوري لطاقة الاندماج يتمثل في تمكين الجهاز من المحافظة على درجات حرارة الاندماج لمدة 300 ثانية.