أظهرت دراسة أن الليزر يمكن أن يكون مفتاحا في تحقيق الاستدامة
نجحت شركة اتش بي 11 انيرجي الناشئة في مجال التكنولوجيا العميقة ومقرها أستراليا. في عرض ما افترضه أحد مؤسسيها الفيزيائيين نظريا كطريق لتوليد الطاقة النظيفة، باستخدام أشعة الليزر عالية الطاقة وعالية الدقة لبدء تفاعلات الاندماج النووي بين الهيدروجين والبورون-11. بدلا من تسخين نظائر الهيدروجين إلى درجات حرارة تصل إلى مائة مليون درجة.
وجاء هذا الإنجاز بعد عامين من تقديم الشركة طلب براءة اختراع.
كان استخدام الليزر بدلا من الاندماج الحراري شيئا متوقعا في 1970 في جامعة نيو ساوث ويلز من قبل عالم الفيزياء النظرية الأسترالي والمؤسس المشارك لشركة اتش يس 11 انيرجي، هاينريش هورا. وهو يختلف اختلافا جذريا عن معظم جهود الاندماج الأخرى التي تتطلب تسخين نظائر الهيدروجين إلى ملايين الدرجات.
الاندماج النووي هو عملية الجمع بين كيانين متميزين أو أكثر في كل جديد. تشكل تفاعلات الاندماج عملية الطاقة الأساسية التي تشغل النجوم، بما في ذلك شمسنا. تحقق الشمس الاندماج من خلال وجود كمية هائلة من ذرات الهيدروجين التي يتم تسخينها إلى عشرات الملايين من الدرجات معبأة في البلازما في جوهرها.
يستخدم اتش بي 11 نهجا مختلفا يستفيد من التطورات الحديثة في ليزر “تضخيم النبض النقيق” عالي الطاقة للغاية. والذي يمكنه إنتاج مستويات طاقة تزيد عن 10 بيتاوات.
أنتج أول عرض توضيحي لاتش بي 11 لاندماج ليزر الهيدروجين والبورون تفاعلات اندماج أكثر ب 10 مرات مما كان متوقعا، وتدعي الشركة أنها الآن “المرشح العالمي الأول في السباق لتسويق الكأس السحرية للطاقة النظيفة”.
إقرأ أيضاً: كيف سيدعم إيلون ماسك الطاقة النووية؟
الاندماج النووي “طاقة آمنة ونظيفة ووفيرة للعالم بأسره”
وقال الدكتور وارن ماكنزي، مؤسس ودكتوراه في الطب في اتش بي 11 في بيان صحفي، “إن عرض تفاعلات الاندماج وحده مثير بشكل لا يصدق. ولكن علاوة على ذلك، فإن العدد الكبير بشكل غير متوقع من التفاعلات يعطينا معلومات مهمة حول كيفية تحسين تقنيتنا لزيادة طاقة الاندماج التي يمكننا إنشاؤها. إن إنشاء هذه الطاقة الاندماجية سيحقق العجائب في طريق الطاقة الآمنة والنظيفة والوفيرة للعالم بأسره “.
تظهر النتائج إمكانات كبيرة لتوليد الطاقة النظيفة: تستخدم تفاعلات الهيدروجين والبورون وقودا آمنا وفيرا ولا تخلق نيوترونات في التفاعل الأولي. وبهذه الطريقة، فإنها تسبب كميات ضئيلة من النفايات قصيرة العمر. ويمكن أن توفر طاقة واسعة النطاق لكهرباء شبكة الحمل الأساسي أو توليد الهيدروجين.
وتابع ماكنزي: “تقربنا هذه النتائج خطوة واحدة من إنشاء طاقة نظيفة وآمنة وموثوقة. وبأسعار أفضل وبوفرة أكبر من جميع مصادر الطاقة المتجددة الحالية مجتمعة. يستخدم نهجنا الفريد لتوليد الكهرباء النظيفة على نطاق واسع تفاعل اندماج أنوتروني بين الهيدروجين والبورون-11. لا يستخدم أي وقود مشع أو يولد نفايات مشعة لا يمكن السيطرة عليها. تحقيق ذلك على نطاق واسع سيكون بمثابة تغيير في قواعد اللعبة”.
دعونا نرى ما إذا كانت هذه النتائج الرائدة ستؤدي إلى طاقة نظيفة قابلة للتطوير وتساعدنا على عكس آثار الاحترار العالمي الناجم عن تغير المناخ.
بدأت التفاعلات النووية بين البروتونات ونوى البورون-11 (اندماج p–B). التي استخدمت لإنتاج جسيمات α حيوية في بلازما تم إنشاؤها من خلال التفاعل بين ليزر من فئة PW يعمل بكثافة نسبية (~ 3 × 1019 W/cm2). وهدف نيتريد البورون بسماكة 0.2 مم (BN). ارتفاع معدل تفاعل الاندماج p-B وبالتالي، تم إنشاء تدفق كبير للجسيمات α وقياسه. وذلك بفضل تيار البروتون المتسارع على السطح الأمامي للهدف. كان هذا أول دليل على التجربة المبدئية لإثبات التوليد الفعال للجسيمات α (~ 1010 / sr). من خلال تفاعلات الاندماج p-B باستخدام ليزر من فئة PW في الهندسة “في الهدف”.
إقرأ أيضاً: انفصال محطة تشيرنوبيل النووية عن الشبكة الكهربائية