أصبحت الشمس الاصطناعية في الصين حديث العالم في الأشهر الأخيرة. وتحدثت عنه العديد من الصحف والمواقع الإلكترونية حول العالم وذكرت أنه حقق أرقاماً قياسية غير مسبوقة. فما هي شمس الصين الاصطناعية وما هي استخداماتها؟ سنعرض لكم ذلك في هذا المقال على موقع ملتزم.
الشمس الاصطناعية في الصين
وفي الآونة الأخيرة، تعتبر الشمس الاصطناعية من أهم اختراعات الصين، حيث ترى الصين في شمسها الاصطناعية الأمل في حل الكثير من أزماتها ومشاكلها.
وتعد شمس الصين الاصطناعية، أو ما يسمى بمفاعل توكاماك، أحدث إنجازات العلماء الصينيين في مجال الطاقة النووية، وهي أقوى مفاعل اندماج نووي وأكثرها تقدما في العالم.
قال لي مياو، مدير قسم الفيزياء بجامعة شنتشن للعلوم والتكنولوجيا، في محاضرته عن مفاعل الاندماج النووي الصيني، والذي يطلق عليه في الصين الشمس الاصطناعية، إن هدفه الأساسي والأساسي هو الحفاظ على درجة حرارة ثابتة لمدة أطول فترة ممكنة.
أعلنت الصين أنها سجلت رقما قياسيا حيث سجلت شمسها الاصطناعية درجة حرارة بلغت 120 مليون درجة مئوية وحافظت على درجة الحرارة تلك لمدة 101 ثانية، وهو أمر غير مسبوق.
بالإضافة إلى عدة تجارب منفصلة أخرى أشارت إلى أن الشمس الاصطناعية في الصين يمكن أن تصل إلى 160 مليون درجة مئوية بأقصى طاقة وتحافظ على درجة الحرارة تلك لمدة 20 ثانية.
هذا الرقم فاجأ الكثير من الناس. ويكفي أن نعرف أن درجة الحرارة المنبعثة من هذا المفاعل تزيد على عشرة أضعاف درجة حرارة مركز الشمس التي تصل إلى 15 مليون درجة مئوية. وهذا هو نتيجة ما يسمى اندماج الكأس المقدسة، الذي يزود الشمس بالطاقة.
والهدف التالي هو الحفاظ على درجة حرارة البلازما عند 100 مليون درجة مئوية لمدة 17 دقيقة، أي ما يعادل 1000 ثانية، ثم الحفاظ عليها لمدة أسبوع أو أكثر.
الشمس الاصطناعية في الصين هي مستقبل الطاقة النظيفة
ويرى علماء الطاقة النووية في جميع أنحاء العالم بشكل عام وفي الصين بشكل خاص أن مفاعل توكاماك هو مستقبل الطاقة النظيفة والمستدامة بسبب تفاعل غازي الهيدروجين والديوتيريوم مع بعضهما البعض.
وهذا المشروع، المسمى EAST، هو أيضًا جزء من المفاعل النووي التجريبي الدولي (ITER)، والذي من المقرر أن يصبح أكبر مفاعل اندماج نووي في العالم وسيبدأ تشغيله في عام 2035 بمشاركة عدة دول، منها: كوريا الجنوبية، اليابان وروسيا والهند والولايات المتحدة والصين. التأكيد موجود في أعلى القائمة.
وفي حال اكتماله، فسيعتبر هذا التعاون الأكبر من نوعه حيث سيتم تصنيفه على أنه أكبر تعاون علمي عالمي منذ إنشاء محطة الفضاء الدولية وقد تصل تكلفته إلى ما يقرب من 22.5 مليار دولار، مما قد يزيد من الصعوبات والتحديات في تحقيق ذلك. الحلم الأكبر للطاقة النظيفة وبدائل الطاقة الخضراء. بطبيعة الحال.
وتعتبر الشمس الاصطناعية في الصين أحد الأهداف التي سعى العلماء الصينيون لتحقيقها منذ زمن طويل. تم إنشاء أول نسخة من مفاعل توكاماك عام 1958، وفي عام 2006 بدأ بعض العلماء في تطوير نسخ من مفاعل الاندماج النووي إلى شكله المصغر الحالي، حتى ظهرت فكرة إنشائه ومواصلة تطويره بشكله الحالي في نهاية عام 2018، وبالتحديد في نوفمبر، تم وضع حجر الأساس.
وتم الانتهاء من شكلها النهائي في أواخر العام الماضي وأعلنه علماء من معاهد خفي للعلوم الفيزيائية التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم في مقاطعة آنهوي.
ووفقا لمصادر صينية، من المتوقع أن تتمتع البشرية بالطاقة النظيفة والمستدامة بحلول منتصف هذا القرن، عندما يتم وضع الطاقة الشمسية الصينية والمفاعلات المتبقية المساهمة في المشروع في الاستخدام التجاري.
وترجع الرغبة في استخدام هذا النوع من المفاعلات والطاقة التي ينتجها إلى سهولة التحكم فيه وسلامته. ولذلك يحاول العلماء جعله المصدر الأساسي للطاقة في المستقبل، ويستمر البحث عن تطبيقه الأمثل بشكل اقتصادي وعملي.
كيف تعمل الشمس الاصطناعية في الصين
تعمل الشمس الاصطناعية في الصين على خلق اندماج نووي، على غرار الشمس، حيث تخلق الحرارة والضغط الشديدان بلازما يمكن أن تندمج فيها الطاقة الذرية بسرعات لا تصدق.
استخدام غاز الهيدروجين والديوتيريوم لإنتاج وقود صديق للبيئة. الديوتيريوم هو أحد النظائر المستقرة للهيدروجين. يمكن الحصول على الديوتيريوم من مياه البحر والمحيطات، المعروفة باسم الماء الثقيل. وتشير الدراسات إلى إمكانية إنتاج الديوتيريوم من لتر واحد من مياه البحر والمحيطات بطاقة تعادل 300 لتر من البنزين، وذلك عن طريق الاندماج النووي.
ويستخدم في هذا المفاعل أكبر جهاز تدريبي للاندماج النووي. يعتبر هذا الجهاز الأكثر تقدما في الصين، ويتميز بمجال مغناطيسي قوي يسمح بجمع البلازما الساخنة معا وحصرها على شكل قرص دائري. ويعتبر هذا المفاعل بمثابة محاكاة لعملية الاندماج النووي التي تحدث بشكل طبيعي في الشمس. والنجوم التي يمكنها توفير كميات غير محدودة تقريبًا من الطاقة النظيفة.
ولا تهدف هذه التجارب إلى إنشاء أو اختراع مصدر صالح للاستخدام للكهرباء، بل تهدف إلى تطوير مجال الفيزياء النووية الاندماجية، مثل محطة الطاقة النووية العالمية ITER.
الفرق بين الانشطار النووي والاندماج النووي
ولعل أكثر ما يميز الاندماج النووي عن الانشطار النووي في الأسلحة النووية ومحطات الطاقة النووية هو حقيقة أن الاندماج النووي أكثر أمانًا ولا ينتج عنه نفايات نووية، كما يفعل الانشطار النووي، لأن التفاعل في محطات الاندماج يتطلب نواة ثقيلة هي النوى. من النوى الذرية يستخدم ذرتين.
وينطوي الانشطار على تقسيم الذرة، مما يؤدي إلى نفايات وبقايا سامة يمكن أن تستمر آثارها لعشرات الآلاف من السنين. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الاندماج النووي يوفر تكاليف إنتاج الطاقة على المدى الطويل مقارنة بالانشطار النووي.
بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الانشطار النووي الانقسام الذري للمعادن الثقيلة مثل البلوتونيوم واليورانيوم، والذي يؤدي بالإضافة إلى عدم القدرة على تجديد هذه المعادن الثقيلة على كوكبنا، إلى تلوث بيئي وإشعاعي هائل، مما يؤدي إلى العديد من الاختلالات البيئية والكوارث، وهو يختلف تماماً عن الاندماج النووي، حيث أنه لا يتطلب سوى مياه البحر وهو مورد متجدد.
وأكثر ما يميز الاندماج النووي عن الانشطار النووي هو القدرة على التحكم في مفاعل الاندماج وإيقاف إمداد المفاعل بالطاقة في أي وقت لتجنب وقوع كارثة محتملة. ومن المؤكد أنها أكثر أمانا من نظيراتها مثل الانشطار النووي.
شمس الصين في الفضاء
وفي أبريل الماضي، تداول العديد من مستخدمي وسائل التواصل الاجتماعي مقطع فيديو يظهر جسما دائريا يشق طريقه إلى الفضاء. ووصف الفيديو الشمس الصينية بأنها تشرق في الفضاء كبديل للشمس الحقيقية. وهذا غير صحيح، ولا علاقة له بالشمس الاصطناعية في الصين، لأن اسم الشمس أطلق على الحرارة الشديدة لمفاعل الاندماج.
أما عن صحة الفيديو فهو يشير إلى إطلاق صاروخ Space-X من مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا بالولايات المتحدة الأمريكية.
وفي النهاية قد تتبادر إلى ذهنك بعض الأسئلة، فدعني أطرحها عليك لعلها تنير أفكارك. ما هو الرأي الصحيح لهذا المشروع؟ فهل تمثل شمس الصين الاصطناعية مستقبل الطاقة النظيفة والمستدامة لكوكبنا؟ فكر في الإجابة، ربما النجاح في رأسك.
