نحو طاقة لا محدودة.. أميركا تقترب من تحقيق حلم الشمس الاصطناعية

لطالما كان الاندماج النووي هو الحلم المنشود للطاقة الخضراء، وقد ظهر كمحور رئيسي في أفلام هوليوودية شهيرة مثل "سبايدرمان 2 " و"العودة إلى المستقبل" الجزء الثاني، و لكن تحقيق هذا المفهوم في الواقع أصعب بكثير مما تصوّره الأفلام.

ومع ذلك، أحرز معهد MIT Energy Initiative (MITEI) في الولايات المتحدة تقدمًا كبيرًا نحو تحقيق هدف إنتاج طاقة شبه غير محدودة.، بحسب ما نقله موقع "The Pulse" .

يعتمد مبدأ عمل مفاعل الاندماج النووي على دمج الذرات الخفيفة مع الذرات الثقيلة، ما يؤدي إلى إطلاق نيوترونات ذات طاقة حركية عالية جدًا. تمر هذه النيوترونات عبر وعاء تفريغ يحافظ على بيئة منخفضة الضغط، ثم تنتقل إلى مادة تبريد، حيث يتم تحويل الطاقة إلى حرارة يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء.

ومع ذلك، يعد الهيليوم التحدي الأكبر الذي تواجه مفاعلات الاندماج النووي. فعندما تمر النيوترونات عبر وعاء التفريغ، تتفاعل مع المواد المكوِّنة له، ما يؤدي إلى تكوين جزيئات الهيليوم. تبحث هذه الجزيئات عن أماكن ذات "طاقة اندماج منخفضة" للاستقرار فيها، وعادةً ما تجد ذلك في مناطق تُعرف بـ "حدود الحبيبات"، وهي نقاط ضعف في التركيب المعدني تجذب ذرات الهيليوم. مع تزايد تراكم هذه الذرات، يبدأ المعدن في التصدع، مما يؤدي إلى انهيار وعاء التفريغ وتقصير عمر المفاعل.

اكتشاف علمي جديد في MIT
في خطوة قد تغير قواعد اللعبة، نجح فريق بحثي بقيادة البروفيسور جو لي، أستاذ الهندسة النووية وعلوم المواد في MIT، في تحديد مادة جديدة يمكنها التغلب على مشكلة الهيليوم. بعد دراسة آلاف المواد، اختار الفريق سيليكات الحديد كحل واعد.

أظهرت الاختبارات أن إضافة نسبة 1% فقط من سيليكات الحديد إلى الحديد يمكن أن تحبس ذرات الهيليوم داخل هيكلها الشبكي، مما يمنع تراكمها على حدود الحبيبات. هذا الاكتشاف، الذي نُشر في مجلة Acta Materialia، قد يطيل بشكل كبير من عمر مفاعلات الاندماج النووي، مما يجعلها أكثر استدامة وكفاءة.

قال البروفيسور جو لي: "يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام تصميم مواد جديدة يمكنها تحمل الظروف القاسية داخل مفاعلات الاندماج، مما يجعلها أكثر عملية وقابلية للتطوير."

بينما تواصل مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية تحقيق تقدم كبير، يظل الاندماج النووي الجائزة الكبرى في مجال الطاقة النظيفة. مع هذا الاكتشاف الجديد، أصبح حلم الطاقة الخضراء اللامحدودة أقرب إلى الواقع من أي وقت مضى، وما كان يومًا خيالًا علميًا بات اليوم في متناول اليد.