تعمل هذه الشركة الناشئة على تطوير أجهزة اندماج صغيرة “منضدية” سرًا لبناء مفاعل نووي أكثر كفاءة
الاندماج النووي هو الطريقة التي تنتج بها النجوم (بما في ذلك شمسنا) طاقتها، ويأمل العلماء أن يتم استخدامها يومًا ما كحل نظيف وفير للطاقة هنا على الأرض. لا توجد انبعاثات كربونية، ومعظم الوقود المطلوب متوفر على نطاق واسع، وهو آمن: إذا حدث خطأ في التفاعل، فإنه ببساطة يتلاشى ويتوقف.
ربما تكون قد لاحظت التحدي الكبير، وهو محاولة استيعاب ما يعادل إنتاج الطاقة لنجم كامل داخل محطة للطاقة. يتم استكشاف نهجين رئيسيين، أحدهما يستخدم المغناطيس لإنشاء درجات الحرارة والضغوط العالية بشكل لا يصدق المطلوبة، والآخر يستخدم الليزر – وهنا يأتي دور شركة كامبريدج للصناعات الثقيلة الناشئة.
مثل تك كرانش وبحسب التقارير، تعمل الشركة حاليًا في “وضع التخفي” من مختبر ملحق بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، ولكن يبدو الآن أنها مستعدة لمشاركة بعض التفاصيل حول التكنولوجيا التي تقوم بتطويرها. الابتكارات الرئيسية: اندماج أكثر كفاءة ويحتاج إلى مساحة أقل من المفاعلات التقليدية.
أحدث مقاطع الفيديو منتك رادار
الاندماج النووي على سطح الطاولة
يصف يون كاي، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة كامبريدج للصناعات الثقيلة، جهاز الاندماج الخاص بالشركة بأنه “صغير” وحجم “الطاولة”، مما يعني أنه يمكن إجراء التجارب وتحسينها بسرعة. سيتم توسيع نطاق هذه التكنولوجيا في نهاية المطاف، ولكن الهدف هو بناء شيء أصغر من تصاميم المفاعلات التقليدية – بحجم ملعبي كرة سلة تقريبًا، بدلاً من مجمع كامل لمحطة توليد الطاقة.
ما يجعل نهج شركة كامبريدج للصناعات الثقيلة مختلفًا هو إعداد الليزر المزدوج. يسلم الليزر الأول ضوءه على شكل حلقات متحدة المركز تضرب كتلة الوقود، وهي مصممة لإنشاء موجات صدمية تنتقل إلى الداخل مما يؤدي إلى تأثير ضغط متسارع؛ ثم يضرب الليزر الثاني الموجة في المكان المثالي لإنتاج الضغط الفائق المطلوب للاشتعال والاندماج النووي.
يعمل النظام المغلق بشكل فعال كمصنع وقود مدمج ومستقل، لأن كل شيء يتحرك نحو الداخل. لقد تم تصميمه أيضًا حول إعداد ثنائي الأبعاد بدلاً من إعداد ثلاثي الأبعاد، مما يعني عددًا أقل من الزوايا التي يجب تغطيتها – يستخدم إعداد دمج الليزر في مرفق الإشعال الوطني (NIF) في الولايات المتحدة مجموعة من 192 ليزر في ثلاثة أبعاد لضغط كتل الوقود الخاصة بها، على سبيل المثال.
نظرًا لأنه أصغر حجمًا وأكثر كفاءة، يستطيع جهاز Cambridge Heavy Industries المثبت على الطاولة الحصول على ما بين 50 إلى 80 طلقة ليزر يوميًا – في NIF ، إنها مجرد حفنة قليلة. ويقول كاي إن هناك حاجة إلى كمية منخفضة نسبيًا من طاقة الليزر، ومع إجراء العشرات من التجارب كل 24 ساعة، يمكن تحليل النظام وتكراره بسرعة مع مرور الوقت.
هناك تحذير كبير: جهاز الطاولة في شركة كامبريدج للصناعات الثقيلة لا يقوم بنفس الوظيفة التي يقوم بها مفاعل NIF أو أي مفاعل آخر قيد التطوير، حتى الآن. في الوقت الحالي، تركز الشركة على صنع أحد أنواع الوقود اللازمة للاندماج النووي، وهو التريتيوم، بدلاً من توليد الكهرباء. وستأتي مراحل المفاعل والمصنع الفعلية لاحقًا.
ماذا سيحدث بعد ذلك
لكي يحدث الاندماج النووي، يجب تحطيم ذرتين خفيفتين معًا. يعتقد العلماء أن أفضل مزيج هو الديوتيريوم والتريتيوم – وعلى الرغم من وجود الكثير من الديوتيريوم حولنا، إلا أنه لا يوجد الكثير من التريتيوم على الإطلاق. في الوقت الحالي، يأتي معظم ما لدينا من محطات طاقة الانشطار النووي القديمة التي يتم التخلص منها تدريجيًا.
تتمثل الخطة طويلة المدى في أن تقوم المفاعلات النووية بتصنيع التريتيوم الخاص بها إلى جانب إنتاج الكهرباء، ولكن مع عدم توقع بدء تشغيل المفاعلات حتى ثلاثينيات القرن الحالي على أقرب تقدير، هناك فرصة قبل ذلك الحين تأمل شركة كامبريدج للصناعات الثقيلة في تحقيق أقصى استفادة منها.
نقاط تك كرانش إلى دراسة حديثة وهذا يشير إلى أن النقص في التريتيوم يمكن أن يصل إلى 28 كيلوجرامًا (62 رطلاً) للصناعة ككل بحلول عام 2054. وبأسعار اليوم، تبلغ قيمة هذا النظير حوالي 840 مليون دولار (631 مليون جنيه إسترليني / 1209 مليون دولار أسترالي)، وهو سوق يحتمل أن يكون مربحًا.
من المحتمل أيضًا أن يكون هناك الكثير من المال في الاندماج النووي بشكل عام، ولهذا السبب يستثمر المستثمرون رأس المال في التطوير من مصانع الاندماج المستقبلية. من الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن تفاعلات الاندماج النووي يتم إنتاجها في المختبر منذ عقود، إلا أننا لم نصل بعد إلى المرحلة التي يمكن من خلالها إنتاج الكهرباء عمليًا، ولا يزال أمامنا بضع سنوات.
من المؤكد أن الإمداد الثابت بالتريتيوم ومفاعلات الاندماج النووي المدمجة والأكثر كفاءة سيساعدنا على الوصول إلى هناك بشكل أسرع، وهذا هو ما يدفع شركة كامبريدج للصناعات الثقيلة. وإذا أمكن تطوير هذه التكنولوجيا بشكل كامل على مدى السنوات القليلة المقبلة، فإنها تَعِد بتغيير قواعد اللعبة بشكل حقيقي في مجال إنتاج الطاقة وإمداداتها.
اتبع TechRadar على أخبار جوجل و أضفنا كمصدر مفضل للحصول على أخبار الخبراء والمراجعات والآراء في خلاصاتك.
