تعتبر الشمس الموجودة في مركز نظامنا الشمسي بمثابة إعلان رائع للاندماج النووي: درجات الحرارة والضغوط العالية جدًا تتحد لدمج نوى الهيدروجين معًا لتكوين نوى الهيليوم، مما يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة على طول الطريق.
إذا تمكنا من الحصول على نفس ردود الفعل التي تحدث على الأرض، الاندماج النووي لديه القدرة على إحداث ثورة في مجال الطاقة الوفيرة والخالية من الكربون – ولكن استنساخ نجم داخل مختبر علمي يمثل تحديًا كبيرًا كما قد تتوقع.
الآن، نشر باحثون من جامعة برينستون دراسة في رسائل المراجعة البدنية وهذا يوضح بالتفصيل كيف يمكننا الوصول إلى الاندماج النووي بسرعة أكبر. إنه يوضح ما هو اختصار فعال لشيء يسمى الاشتعال، حيث يمكن للبلازما الحفاظ على مستويات الحرارة اللازمة من خلال تفاعلات الاندماج الخاصة بها.
لحسن الحظ بالنسبة لغير الفيزيائيين بيننا، قدم الباحثون تشبيهًا. إذا كان الإشعال عبارة عن وادي خلف سلسلة جبال، فإن فكرتهم الجديدة هي الالتفاف حول الجبال، بدلاً من محاولة تجاوز قمتها.
“ترغب الكثير من الشركات في تسلق الجبل وجهاً لوجه وبذل طاقة هائلة للوصول إلى هناك” يقول الفيزيائي لويس ديلجادو أباريسيو.
“بدلاً من ذلك، قم بالالتفاف حول القمة. ستصل إلى نفس المكان بطريقة أكثر ذكاءً، وستستخدم طاقة أقل بكثير.”
إطار الحدود = “0” سماح = “مقياس التسارع؛ التشغيل التلقائي؛ الكتابة في الحافظة؛ الوسائط المشفرة؛ جيروسكوب؛ صورة داخل صورة؛ مشاركة الويب” Referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen>
تعتمد الدراسة على امتداد معيار لوسون. تم تطويره في الخمسينيات من القرن الماضي، وهو يحدد الإطار والقواعد التي يحتاجها المفاعل لتحقيق الإشعال.
وهنا، أضاف الباحثون أربعة عوامل أخرى إلى الحسابات، تشمل الوقود المستهلك على شكل رماد الهيليوم، وشوائب البلازما من جدران المفاعل، وفقدان الإشعاع المعروف باسم إشعاع السنكروترون، والحرارة المتدفقة من البلازما.
تمت دراسة هذه التأثيرات على الاشتعال من قبل، ولكن ليس معًا. كان الهدف هو الحصول على نظرة أكثر واقعية ودقة حول كيفية تكوين المفاعل.
“عندما تترك هذه التأثيرات، فإنك تقول أن التصميم سيعمل بشكل جيد” يقول ماسايوكي أونو. “عندما تضعها، تتغير الصورة، ويصبح الأمر مهمًا للغاية.”
كان الباحثون يبحثون عما يسميه علماء الرياضيات سرج كوردي: الطريق إلى الاشتعال (الوادي وراء الجبال) الذي يتطلب أقل قدر من الطاقة. أظهرت الحسابات أن تسخين البلازما أولًا، ثم إضافة الكثافة، هو أفضل طريقة، وليس العكس.
وتضمنت النتائج الأخرى من نماذج الدراسة مؤشرات على أنه حتى كمية صغيرة جدًا من التنغستن يمكن أن تتسبب في فشل الاندماج النووي. نظرًا لأنه من المقرر استخدام المعدن في جدران العديد من المفاعلات المخطط لها، ولأنه جيد جدًا في تحمل الحرارة، فيجب حماية البلازما بشكل جيد ضده.
اكتشف الفريق أيضًا بعض “المكابح” الطبيعية للاندماج النووي. وأظهرت النماذج أن تسرب الإشعاع والحرارة يمكن أن يحافظ على استقرار تفاعلات البلازما، على الرغم من أنه قد يجعل الإشعال أكثر صعوبة في البداية.
“مع تقدم أبحاث الاندماج من تجارب حرق البلازما إلى إنتاج الطاقة على مستوى المفاعل، يوفر الإطار الحالي أساسًا مناسبًا لتقييم إمكانية الوصول إلى الإشعال والاستقرار والأداء في أجهزة الجيل التالي.” يكتب الباحثون في ورقتهم المنشورة.
لم تتضمن هذه الدراسة أي اختبارات أو تجارب فعلية، ولكن مع اقتراح وتصميم مفاعلات الاندماج النووي المتعددة، يجب أن تمنح النتائج محطات الطاقة هذه فرصة أكبر للنجاح – وربما توفر الكثير من الوقت والمال للتطوير.
ينقسم الخبراء حول المدة التي سيستغرقها تشغيل مفاعلات الاندماج النووي – إذا كان من الممكن الوصول إلى هناك – ولكن هذا البحث يظهر طريقًا قابلاً للتطبيق لتحقيق الهدف. جنبا إلى جنب التطورات الحديثة الأخرىفهذا يعني أننا أقرب من أي وقت مضى إلى الاندماج النووي.
“على الرغم من أن هناك حاجة لمزيد من الدراسات، إلا أننا متحمسون لهذه النتائج، فهي تقترح طريقًا واضحًا للأمام للبحث المستقبلي في هذا المجال.” يقول الفيزيائي جوناثان مينارد.
وقد تم نشر البحث في رسائل المراجعة البدنية.
تم التحقق من صحة هذه المقالة بواسطة فيونا ماكدونالد وتم تحريره بواسطة فيونا ماكدونالد. وبينما نفخر بعمليتنا، فإننا بشر فقط. إذا لاحظت خطأً، يرجى اعلامنا.
تنويه من موقع “wakalanews”:
تم جلب هذا المحتوى بشكل آلي من المصدر:
www.sciencealert.com
بتاريخ: 2026-10-15 13:00:00.
الآراء والمعلومات الواردة في هذا المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي موقع “wakalanews”، والمسؤولية الكاملة تقع على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم استخدام الترجمة الآلية في بعض الأحيان لتوفير هذا المحتوى.
