ماهي مفاعلات الاندماج النووي؟ وهل هي فعلا عبارة عن شموس اصطناعية؟ اين العالم واين الصين من هذي التكنولوجيا اليوم؟
قبل ماندخل بالموضوع خلونا نتفق على بعض قوانين الطبيعة:
١- الشحنات المتشابهة تتنافر
٢- يوجد بنواة كل ذرة قوة نووية تمسك بمكونات النواة تُسمى القوة النووية القوية.
قبل ماندخل بالموضوع خلونا نتفق على بعض قوانين الطبيعة:
١- الشحنات المتشابهة تتنافر
٢- يوجد بنواة كل ذرة قوة نووية تمسك بمكونات النواة تُسمى القوة النووية القوية.
تفاعلات الاندماج النووي ماهي جديدة. كل الشموس ومنها شمسنا تستخدم الفيوچن لإنتاج كميات رهيبة من الطاقة. ولو استطاع البشر يوما ما، انتاج مفاعل نووي اندماجي..فهذا معناة اننا استطعنا صناعة الشمس! فالشمس ماهي الا مفاعل اندماجي عملاق..لكن لحظة! ايش هو الفيوچن؟ (او التفاعل الاندماجي)؟
من المعروف ان نواة الذرة تحتوي على بروتونات موجبة..لكن ماسألت نفسك ليش هذي البروتونات ماتتنافر بما انها متشابهة بالشحنة؟ هذا بسبب القوة النووية القوية..وسبق تكلمت بإسهاب عن هالموضوع بالتغريدة المثبه. الاندماج النووي هو تفاعل يتم فيه دمج ذرتين لإنتاج ذرة اثقل.
غالبا لما نتكلم عن الاندماج النووي فأحنا نتكلم عن دمج نظائر ذرات الهيدروجين لإنتاج الهيليوم. العملية كالتالي: ناخذ نواة ذرة هيدروجين، ونخليها تضرب بنواة ذرة ذرة هيدروجين اخرى بقوة. ثم تندمج الذرتين وينتج لنا عنصر جديد وهو الهيليوم.
المشكلة ان ذرة الهيدروجين نواتها موجبة الشحنة.. فبتالي لما نخلي الذرتين يضربون بعض بيصير فيه تنافر بين الذرتين زي اللي بالصورة بسبب تشابه الشحنات بينهم! فالحل الوحيد هو اننا نخليهم يضربون بعضهم بقوة عالية جدا جدا جدا جدا عشان يتغلبون على هذا التنافر ويندمجون.
اذا التصقت النواتين ببعض بتمسكهم القوة النووية القوية (اللي تكلمت عنها بالتغريدة الاولى) هذي القوة بتمنعهم من انهم يتفرقون مرة اخرى.
المفاعلات النووية الاندماجية تعتمد على المبدأ البسيط: ندمج هيدروجين، يطلع لنا هيليوم ويصير عندنا طاقة. ميزة المفاعل الاندماجي هي انه ١٠٠٪ نظيف!
المفاعلات النووية الاندماجية تعتمد على المبدأ البسيط: ندمج هيدروجين، يطلع لنا هيليوم ويصير عندنا طاقة. ميزة المفاعل الاندماجي هي انه ١٠٠٪ نظيف!
المفاعل الاندماجي:
الايجابيات: ماله اضرار على البيئة، ماينتج مخلفات نووية، ينتج طاقة اكثر بأربع او ثلاث مرات من طاقة المفاعل الانشطاري، ليس قنبلة نائمة مثل المفاعل الاندماجي ولايمكن انه يذوب الارض من تحته في حال حدوث عطل، آمن جدا.
السلبيات: غير متوفر حاليا والابحاث قائمة لصناعته.
الايجابيات: ماله اضرار على البيئة، ماينتج مخلفات نووية، ينتج طاقة اكثر بأربع او ثلاث مرات من طاقة المفاعل الانشطاري، ليس قنبلة نائمة مثل المفاعل الاندماجي ولايمكن انه يذوب الارض من تحته في حال حدوث عطل، آمن جدا.
السلبيات: غير متوفر حاليا والابحاث قائمة لصناعته.
الاندماج النووي قدرنا نصل له ونسويه. بل ان كثير من الاشخاص بنوا مفاعلات اندماج نووي ببيوتهم اخرهم طفل صغير عمره ١٤ سنه تقريبا! طيب دامه لهادرجة سهل اجل ليش مكبرين الموضوع ومستانسين ان الصين شغلت مفاعلها الاندماجي؟ كل المفاعلات الاندماجية الحالية يوجد بها مشكلتين
الاولى: انها تستهلك طاقة اكثر مما تنتج. بالتالي الاندماج من ناحية اندماج قدرنا نسويه، وماهو قضيه كبيرة..لكن القضية هي انه يستهلك طاقة اكثر مما يعطينا!
الثانية: ان التفاعل النووي بهذي المفاعلات يشتغل شوي ويوقف! ماهو مستدام مثل مفاعلات الانشطار النووي.
الثانية: ان التفاعل النووي بهذي المفاعلات يشتغل شوي ويوقف! ماهو مستدام مثل مفاعلات الانشطار النووي.
يعني المشكلة هي ان هذي المفاعلات تستهلك طاقة اكثر مما تعطي، ومع ذلك تحتاج انك تستمر بتزويدها بالطاقة عشان مايوقف التفاعل! المفاعلات النووية الانشطارية اليوم تحتاج انك تزودها بقليل من الطاقة ثم لما يبدا التفاعل، التفاعل نفسه بينتج طاقة كافية تخليه يستمر وتخليه يزودنا بطاقة!
اطول مدة تفاعل اندماجي مسجله كانت للصين. سجلت تفاعل اندماجي استمر لمدة ١٢٠ ثانية.
طيب كيف نسوي مفاعلات اندماج تنتج طاقة اكثر مما تستهلك؟
يوجد حاليا طريقتين.
الاولى هي طريقة الحبس القصوري:
في هذه الطريقة يوجد كره معدنيه بداخلها ذرات هيدروجين مجمدة كما في الصورة
طيب كيف نسوي مفاعلات اندماج تنتج طاقة اكثر مما تستهلك؟
يوجد حاليا طريقتين.
الاولى هي طريقة الحبس القصوري:
في هذه الطريقة يوجد كره معدنيه بداخلها ذرات هيدروجين مجمدة كما في الصورة
يتم توجيه ليزر حارق جدا لهذه الكره لغرض تسخينها. اللي يصير هو ان ذرات الهيدروجين تفقد الكتروناتها وتتأيّن. جزء من الهيدروجين بيتحول لغاز وبيتمدد، لكن الكبسوله مسكره وين بيتمدد مافي مجال! بالتالي بيزيد الضغط داخل الكبسوله اكثر واكثر. الان الكبسوله تزيد حرارتها ويزيد الضغط داخلها
اذا الليزر بيرفع الحرارة، وبيسخن الهيدروجين داخل الكبسوله، وبيرفع ضغط الكبسوله الى ان تصير كثافة الهيدروجين عالية جدا! طالما ان الليزر شغال فالحرارة والضغط بيزيدون. في هذي الاوقات بتبدا ذرات الهيدروجين تتصادم مع بعض وكل ماتزيد الحرارة بتزيد شدة التصادم ويصير اقوى واقوى واقوى
واذا صارت حرارة الكبسولة اسخن من حرارة باطن الشمس ب ١٠ مرات (١٥٠ مليون درجة) وقتها بتقدر الذرات انها تتغلب على قوة التنافر اللي وبيبدا الاندماج النووي! بالتالي بتتصادم ذرات الهيدروجين وبتنتج ذرات هيليوم تماما كما يحدث بالشمس!
الطريقة الثانية(وهي الاكثر تعقيدا) تسمى الحبس المغناطيسي. نفس المبدأ العلمي لكننا هالمره بنستخدم المغناطيس في حبس ذرات الهيدروجين وجعلها تتصادم. شوفوا الصور هذي. انا متأكد اي احد قد قرأ عن الاندماج النووي قد شاف صور مشابهة. هذا وش؟
هذا تصميم (تم بناءه فعلا) لمفاعل اندماجي يعمل بطريقة الحبس المغناطيسي. وش اللي قاعد يصير؟ انتم شايفين ان فيه فراغ على شكل دونات. هذا الفراغ يتم تعبئته ببلازما الهيدروجين (ذرة هيدروجين بدون الكترونات) ويتم تحريكه بستخدام شيء يعرف بالمرآة المغناطيسية.
انا مارح اشرح ايش المرآة المغناطيسية عشان ما اتشعب كثير ويطول الثريد. الفكرة ان جزيئات الهيدروجين رح تدور بقوووووووة داخل هذي الدونات بالشكل الموجود بالفيديو (لاحظوا انها تدور بشكل لولبي)
هذي صورة متحركة ايضا توضح طريقة دوران ذرات الهيدروجين. طبعا الخطوط الزرقاء مدري البنفسجية هذي هي خطوط مجال مغناطيسي، ولاحظوا ان ذرات الهيدروجين تدور على هذي الخطوط ماتمشي معها على نفس الاتجاه! هذا بسبب تأثير المرآة المغناطيسية اللي تكلمت عنه فوق. طبعا تحصل تصادمات،
ومره اخرى، اذا صارت التصادمات قوية جدا بيبدأ الاندماج النووي!
من الاشياء الطريفة في هذا المفاعل هي ان حرارة الغرفة داخل الدونات (المكان اللي تطوف فيه ذرات الهيدروجين) اسخن من الشمس. لكن حرارة الجو خارج الفراغ هذا يجب انها تكون قريبه جدا للصفر المطلق!
شكرا للقرآءة 🖤🌹
من الاشياء الطريفة في هذا المفاعل هي ان حرارة الغرفة داخل الدونات (المكان اللي تطوف فيه ذرات الهيدروجين) اسخن من الشمس. لكن حرارة الجو خارج الفراغ هذا يجب انها تكون قريبه جدا للصفر المطلق!
شكرا للقرآءة 🖤🌹
جاري تحميل الاقتراحات...