في الصين تم إنتاج الاندماج النووي مع زيادة الطاقة

أعلنت شركة الطاقة التجارية للاندماج النووي ومقرها شانغهاي، إنيرجي سينجولاريتي، في 19 يونيو/حزيران أنها نجحت في بناء أول مفاعل اندماجي في العالم يصدر طاقة أكثر مما يمتص لتشغيله، حسبما ذكرت صحيفة جلوبال تايمز.

تعتمد تقنية Energy Singularity على جهاز توكاماك فائق التوصيل ذو درجة الحرارة العالية، Honghuang 70 (HH70).

التوكاماك هي آلة تحصر البلازما باستخدام المجالات المغناطيسية في شكل دائري يسميه العلماء الحيد. يعتقد علماء طاقة الاندماج أن التوكاماك هو المفهوم الرائد لاحتجاز البلازما في محطات توليد الطاقة الاندماجية المستقبلية.

ونجحت شركة Energy Singularity في تحقيق أول بلازما باستخدام HH70 والتي تمكن من تفاعل اندماجي في تفاعل مماثل لذلك الذي يزود الشمس بالطاقة. لقد أجرى تفاعلًا اندماجيًا أنتج طاقة أكثر بقليل مما كان مطلوبًا لإحداث التفاعل، مما يجعل جهاز HH70 مصدرًا محتملًا لا حدود له تقريبًا للطاقة النظيفة، على الرغم من أنه لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه.

ويمثل هذا الإعلان قفزة كبيرة للصين في تطوير وتطبيق تكنولوجيا الاندماج للطاقة النظيفة، متجاوزة الولايات المتحدة التي اقتربت أيضًا من تحقيق الاندماج النووي.

HH70 توكاماك

إن الإنجاز التكنولوجي الذي حققته الطائرة HH70، والتي أُطلق عليها اسم "الشمس الاصطناعية"، يهدف إلى هندسة تكنولوجيا توكاماك فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة العالية. وقالت الشركة: "هذا الإنجاز يعني أن الصين هي الأولى في مجال اندماج الحبس المغناطيسي مع الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية".

وسلط يانغ تشاو، الرئيس التنفيذي لشركة Energy Singularity، الضوء على حقوق الملكية الفكرية المستقلة لـ HH70، مشيرًا إلى أن 96% من التكنولوجيا تم تطويرها في الصين.

وقال يانغ، بحسب ما نقلت عنه صحيفة جلوبال تايمز: "بدأت أعمال التصميم على الجهاز في مارس 2022، وتم الانتهاء من التثبيت الشامل في نهاية فبراير من هذا العام، مسجلاً أسرع رقم قياسي للبحث وبناء أجهزة توكاماك فائقة التوصيل في جميع أنحاء العالم".

إن التفريغ الناجح لـ HH70 يجعل شركة Energy Singularity هي الفريق الخاص الأول والوحيد على مستوى العالم الذي يقوم ببناء وتشغيل توكاماك فائق التوصيل عالي الحرارة.

وبالنظر إلى المستقبل، قال يانغ إن الشركة تعمل على الجيل التالي من توكاماك فائق التوصيل ذو درجة الحرارة العالية والمجال المغناطيسي العالي، HH170، والذي تأمل في تسليمه بحلول عام 2027.

الهدف هو تحقيق كسب مكافئ للطاقة (Q) من دمج الديوتيريوم مع الهيدروجين لتكوين التريتيوم أكبر من 10. بالنسبة لأجهزة الاندماج، تعد قيمة Q، التي تعكس كفاءة الطاقة في اندماج المفاعل، مؤشرًا حاسمًا. حاليًا، أعلى قيمة Q تم تسجيلها على الإطلاق هي 1.53.

"إن استخدام مواد فائقة التوصيل ذات درجة حرارة عالية يمكن أن يقلل حجم الجهاز إلى حوالي 2% من الأجهزة التقليدية فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة المنخفضة، وسيتم تقصير فترة البناء من 30 عامًا إلى 3-4 سنوات إذا تم بناء جهاز توكاماك مع Q>10 وأكد يانغ.

في عام 2018، اقترحت شركة Commonwealth Fusion Systems (CFS) ومقرها الولايات المتحدة أول جهاز توكاماك صغير فائق التوصيل لدرجات الحرارة العالية، SPARC، مع Q≥10. بدأ بناء SPARC في عام 2022 ومن المتوقع أن يكتمل في عام 2025. وأشار يي يومينغ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي للعمليات في Energy Singularity، إلى أن HH170 سوف يتفوق على SPARC من حيث قوة المجال المغناطيسي وسيكون أصغر حجمًا وأكثر اقتصادية. وقال يي: "بمجرد اكتماله، سيكون HH170 أصغر جهاز توكاماك وأقله تكلفة في العالم، وهو قادر على تحقيق زيادة في الطاقة بمقدار 10 أضعاف".

ولدعم تطوير HH170، تعمل شركة Energy Point أيضًا على إنشاء مغناطيسات فائقة التوصيل على شكل D وعالية الحرارة، بهدف تحقيق قوة مجال مغناطيسي تبلغ 25 تسلا. ومن المتوقع الانتهاء من الإنتاج والاختبار بحلول نهاية هذا العام. يمتلك HH70، الذي تم الانتهاء منه بالفعل، قوة مجال مغناطيسي تبلغ 2.5 تسلا. ومن المتوقع أن يبدأ التصميم الهندسي لجهاز HH170 في أوائل العام المقبل، في حين ستبدأ خطط جهاز HH380، المخصص لمحطة طاقة اندماجية تجريبية، بعد عام 2030.

تركز شركة Energy Singularity، التي تأسست في شنغهاي في يونيو 2021، على البحث في أجهزة توكاماك فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة العالية القابلة للتطبيق تجاريًا وأنظمة برمجيات التحكم التشغيلية الخاصة بها. ومن بين المساهمين فيها شركة miHoYo، مطور اللعبة الشهيرة Genshin Impact، وشركة صناعة السيارات الكهربائية NIO.

المقال الاندماج النووي المنتج في الصين مع مكاسب الطاقة يأتي من السيناريوهات الاقتصادية .