“هذه التكنولوجيا ممكنة اليوم”: يمكن أن تكون النفايات النووية مصدر طاقة في المستقبل وزيادة الوصول إلى وقود نادر
يقول أحد العلماء إن النفايات النووية يمكن إعادة استخدامها إلى نظير نادر ضروري للانصهار النووي ، والذي يمكن أن ينتج نظريًا كميات شبه محدودة من الطاقة النظيفة.
النسخة المشعة من الهيدروجين ، التي تسمى التريتيوم ، ليست متاحة بشكل طبيعي على الأرض ، وهي مكلفة لإنتاجها ، ويمكن صنعها بكميات محدودة. في اجتماع الخريف للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS) هذا الأسبوع ، تيرينكا تارنوفسكي، اقترح عالم فيزيائي في مختبر لوس ألاموس الوطني ، أنه يمكن حصاد التريتيوم من نتيجة ثانوية الانشطار النووي، الذي يعمل على تشغيل المفاعلات النووية الموجودة.
الانصهار النووي هي عملية الجمع بين الذرات لإطلاق الحرارة. في حين أن العديد من تفاعلات الانصهار يمكن أن تنتج نظريًا الطاقة ، فإن أحد أكثرها شيوعًا من شأنه أن يدمج التريتيوم مع الديوتيريوم ، نظير آخر من الهيدروجين ، لإنتاج الهيليوم.
ولكن ، حتى الآن ، لا يمكن الانصهار النووي على نطاق تجاري لأن العلماء لم يكتشفوا بعد كيفية تحقيقه اشتعال على نطاق واسع -النقطة التي ينتج فيها رد الفعل المكافح ذاتيًا طاقة أكثر مما يتم وضعه.
حاجز كبير آخر ، رغم ذلك ، هو تكلفة الوقود مثل التريتيوم.
وقال تارنوفسكي لـ Live Science “الانصهار النووي لديه القدرة على توفير طاقة خالية من الانبعاثات وفيرة”. “ولكن هناك توافر محدود وتكلفة عالية للتريتيوم في الوقت الحالي ، وهذا يمثل عائقًا أمام نجاح التكنولوجيا.”
إنتاج التريتيوم بكفاءة
وقال تارنوفسكي إن الجيل الأول من مفاعلات الانصهار النووي الذي سيساهم في شبكة الطاقة يعتمد على الأرجح على رد فعل يتطلب التريتيوم. في حين أن تفاعلات الانصهار الأخرى ، مثل دمج الديوتيريوم والهيليوم 3 ، يمكن تسخيرها نظريًا لإنتاج الطاقة ، فإنها تتطلب درجات حرارة أعلى بكثير للعمل وبالتالي فهي أكثر تكلفة وأقل عملية.
على الرغم من ذلك ، فإن جمع كميات كبيرة من التريتيوم يمثل مشكلة: النظير مشع وله قصير جدًا نصف الحياة. وقال تارنوفسكي: “لذلك لا يمكنك وضع التريتيوم الزائد في أحد البنوك والحصول على كل شيء في 50 عامًا كما تستطيع مع مصادر الطاقة الأخرى”.
متعلق ب: تم الانتهاء من أكبر مفاعل دمج نووي في العالم. لكنها لن تستمر لمدة 15 عامًا أخرى.
وقال تارنوفسكي إن نباتات الانصهار النووية المستقبلية لتكون ناجحة ، فإن طريقة جديدة وأرخص لإنتاج التريتيوم ستكون ضرورية. “تحتاج إلى الحصول على هذه القدرة بالفعل وتشغيلها.”
تعتمد النباتات النووية الحالية الانشطار النووي، خلالها تنقسم الذرات وإطلاق الطاقة. لكن الانشطار يؤدي إلى كميات كبيرة من العمر النفايات النووية. الوقود النووي المستهلك – الوقود الذي يعمل بمجرد تشغيل الانشطار النووي ولكنه لم يعد صالحًا للاستخدام – يتكون من اليورانيوم والبلوتونيوم غير القابل للاستخدام ، إلى جانب منتجات الانشطار ، مثل نظائر السترونتيوم واليود ، والتي يمكن أن تستغرق ما يصل إلى مئات الملايين من السنين للانحدار ، وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية.
يقترح Tarnowsky توليد التريتيوم من الكميات الهائلة من النفايات النووية التي لا تزال نشطة باستخدام أ مسرع الجسيمات لتقسيم الذرات في تلك النفايات. ستمر الذرات المقسمة من خلال سلسلة من ردود الفعل ، مما يؤدي في النهاية إلى تريتيوم. لن تقضي العملية على النفايات النووية ، لأن بقايا هذه العملية ستكون خطرة مثل مادة البداية ، لكنها ستستخدم مزيد من هذا المنتج الثانوي.
وقال تارنوفسكي في بيان صادر عن ACS ، لكن التطورات التكنولوجية الحديثة يمكن أن تجعل هذه الطريقة لإنتاج التريتيوم أكثر كفاءة إلى حد كبير ، إن المبادئ الأساسية للتصميم ليست جديدة.
تقدر حسابات Tarnowsky المبكرة أنه باستخدام 1 Gigawatt من الطاقة – التي تكلف على الأقل عشرات الملايين من الدولارات – يمكن أن ينتج عن هذا النظام 4.4 جنيه (2 كيلوغرامات) من التريتيوم في السنة. هذه الكمية من التريتيوم ، إذا تم استخدامها للانصهار النووي ، يمكن أن تعمل عشرات الآلاف من المنازل في الولايات المتحدة لمدة عام.
مشاريع Tarnowsky أن هذا التصميم يمكن أن ينتج أكثر من 10 أضعاف أكبر عدد من النظائر مثل الطرق الأخرى ، باستخدام نفس كمية الطاقة.
“تحول كبير جدا”
في الوقت الحالي ، تفتقر الولايات المتحدة إلى إمدادات مستقرة ويمكن التنبؤ بها ورخيصة من التريتيوم ، والتي تبلغ تكلفتها حوالي 15 مليون دولار لكل رطل (33 مليون دولار لكل كيلوغرام). وفي الوقت نفسه ، لدينا آلاف الأطنان من النفايات النووية ، وهو أمر مكلف للتخزين ويحتمل أن يكون ضارًا بالبيئات المحيطة.
وقال لـ Live Science: “هذه التكنولوجيا ممكنة اليوم”. “سيكون تحولًا كبيرًا للغاية فيما يتعلق باستخدام الوقود النووي الذي تم إنفاقه بالفعل ، مملوكة من قبل الحكومة.”
لا يزال يتعين على العديد من التفاصيل أن يتم حلها قبل أن يتمكن Tarnowsky من إنشاء اقتراح كامل لكيفية عمل ذلك.
لكن Tarnowsky متحمس لاستلام تصميمه بشكل إيجابي الآن ، بالنظر إلى أن الحوادث النووية مثل تلك الموجودة في جزيرة ثلاثة أميال و تشيرنوبيل جعل الطاقة النووية موضوع المحرمات قبل عقود فقط. “لقد تغيرت الأوقات” ، قال لـ Live Science.
نشر لأول مرة على: www.livescience.com
تاريخ النشر: 2025-08-21 13:00:00
الكاتب: perri.thaler@futurenet.com (Perri Thaler)
تم اقتباس هذا الخبر من المصدر التالي:
www.livescience.com
وقد نُشر الخبر لأول مرة بتاريخ: 2025-08-21 13:00:00
يود موقع “بتوقيت بيروت” التوضيح أن الآراء والمعلومات الواردة في هذا الخبر لا تعبّر بالضرورة عن موقف الموقع، وتبقى المسؤولية الكاملة على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم أحيانًا اعتماد الترجمة التلقائية عبر خدمة Google لتوفير هذا المحتوى.
ظهرت المقالة “هذه التكنولوجيا ممكنة اليوم”: يمكن أن تكون النفايات النووية مصدر طاقة في المستقبل وزيادة الوصول إلى وقود نادر أولاً على بتوقيت بيروت | اخبار لبنان والعالم لحظة بلحظة 24/24 تابعونا.
