العلماء الأمريكيون يضاعفون فاعلية التخليق النووي الحراري

قام علماء الفيزياء الأمريكيون بقيادة، أليكس زيلسترا، في مختبر “لورانس” في ليفرمور الأمريكي بمضاعفة كفاءة الطاقة الناتجة عن المفاعل النووي الحراري التجريبي NIF.

ما جعله أقرب من إنتاج الطاقة الإيجابية، ونشر العلماء مقالا بهذا الشأن في مجلة ” Nature ” العلمية.

وقال أليكس زيلسترا:” كانت التعديلات التي أدخلناها في تصميم كبسولات الوقود بمثابة خطوة كبيرة اتخذت من أجل وصول المفاعل النووي الحراري NIF إلى طاقة إضافية إيجابية وإطلاق تفاعل نووي حراري مستدام ذاتيا. ونحن على ثقة بأن يسمح لنا التحسين اللاحق لعناصر المفاعل  بتخطي هذه العتبة”.

وهناك نوعان من مبادئ عمل المفاعلات النووية الحرارية. ويعتمد أولهما التخليق النووي الحراري البطيء، حيث يخطط علماء الفيزياء لحصر البلازما الساخنة باستخدام المجالات المغناطيسية والتيارات الكهربائية. ويتم حاليا على أساسه، بناء المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي ITER في فرنسا.

وهناك أيضا أسلوب بديل، وهو التخليق النووي الحراري السريع الذي يقضي باستمرار التفاعل النووي الحراري في أجزاء من المليون من الثانية أثناء الضغط على الوقود النووي الحراري، بصفته خليطا من التريتيوم والديوتيريوم. ومن أجل تحقيق الضغط تستخدم أشعة الليزر القوية. ويتم تطويرهذه التكنولوجيا بنشاط في المفاعل التجريبي الأمريكي من طراز NIF .

وقام الباحثون بمضاعفة كمية الطاقة التي يمكن أن تولدها  NIF بمقدار 3 أضعاف. وأصبح  ذلك ممكنا بفضل أنهم  استطاعوا تركيز أشعة الليزر بدقة أكبر على الوقود النووي ومنعها من التشتت، الذي يحدث بسبب تفاعل جزيئات الضوء مع جزيئات الغاز التي تبرّد الكبسولة المجوفة مع التريتيوم والديوتيريوم.

وقد ساعدت التعديلات التي أدخلها العلماء في تصميم المفاعل على مضاعفة كفاءة التخليق النووي الحراري “السريع” بمقدار 3 مرات. فيما اعترف، زيلسترا وزملاؤه  أن هذا الأسلوب لا يزال بعيدا جدا عن الوصول إلى الطاقة “الإضافية”، لكن العلماء يتوقعون أن التحسينات اللاحقة في تقنية تركيز شعاع الليزر ستساعدهم على الاقتراب من حل هذه المشكلة.