العالم* في * 2076/ ضوء* النجوم* الصناعي* قد* جعل* الطاقة* مجانية
07-01-2018, 06:05 AM
بقلم*: جف* هيكت
ترجمة*: أماني* عبدالملك
نحن* نعيش* بالفعل* في* عالم* يحصل* على* الطاقة* من* الاندماج* النووي*. لكن* مع* الأسف،* يبعد* المفاعل* نحو* 150* مليون* كم،* و* لم* نتوصل* بعد* إلى* طريقة* فعالة* للاستفادة* منه* بشكل* مباشر*. لذا،* نقوم* بحرق* طاقته* الأحفورية* : الفحم* و* النفط* والغاز،* والتي* تغلي* العالم* حياً* ببطء* مثل* ضفدع* في* قدر* الماء* [كناية* عن* إشكالية* تتزايد* تدريجيا* فتغدو* كارثية*].
وتخليق* الشمس* على* الأرض* سيحل* المشكلة* إ* لى* حد* كبير،* ولكنه* أمر* صعب*. فقد* بدأ* البحث* قبل* أكثر* من* 60* عاماً،* فتصميم* مفاعل* الاندماج* الرئيسي* Fusion reactor* -توكاماك* Tokamak*- يعود* إلى* نصف* قرن*. وتقوم* مفاعلات* توكاماك* بحبس* نظائر* الهيدروجين* الثقيلة* داخل* حقل* مغناطيسي* على* شكل* كعكة* الدونت* الدائرية،* مسخنةً* وضاغطةً* البلازما* حتى* يندمج* الديتريوم* والتريتيوم* لإطلاق* الطاقة*. وبعد* اختبار* سلسلة* من* مفاعلات* التوماكاك* التي* يكبر* حجمها* بازدياد،* اتفق* باحثو* الاندماج* قبل* عشرة* سنوات* على* بناء* مفاعل* ضخم* في* فرنسا* يسمى* المفاعل* ITER*.
فإذا* سار* كل* شيء* حسب* الخطة* -وذلك* مستحيل* على* الأغلب*- فسيُنتج* المفاعل* ITER* في* عام* 2035* طاقةً* بقدر* 500* ميغاواط* لبضع* مئات* ثوان*. و* سوف* يجعله* ذلك* أول* مفاعل* اندماج* يُنتج* طاقة* أكثر* مما* يتطلبه* تشغيله*.
ويقول* ميكي* ويد* Mickey Wade،* و* هو* نائب* رئيس* شركة* جنرال* أوتومكس* General Atomics* ومدير* برنامج* الاندماج* DIII-D* الذي* مقره* في* أمريكا،* إنه* حتى* في* حينها* ستظل* هناك* عقبتان* كبيرتان*: الأولى،* تطوير* مواد* باستطاعتها* تحمل* التعرض* الطويل* للبلازما،* والأخرى* هي* المحافظة* على* الحقول* المغناطيسية* المطلوبة* لحبس* البلازما*.
وسيكون* حل* ثلاثتها* مجتمعة* إنجازاً* يغير* مجرى* التاريخ*. وسوف* يُحرِّرنا* الاندماج* بشكل* كبير* من* الوقود* الأحفوري* إذ* سيوفر* طاقة* نظيفة* وزهيدة* الثمن،* بكميات* غير* محدودة* تقريباً*.
هل* فعلا* سيقوم* بذلك؟* لا* شك* في* أن* طاقة* الدمج* سوف* تكون* أنظف* من* الوقود* الأحفوري* المحروق،* ولكنها* لن* تكون* محايدة* كربونيا* Carbon neutral*. ولا* تبثُّ* المفاعلاتُ* الكربونَ* بشكل* مباشر،* ولكن* عمليات* البناء* وإنتاج* الوقود* وإدارة* المخلفات* Waste management* حتماً* لها* بصمتها* الكربونية*. كما* ينتج* الاندماج* من* مخلفاتٍ* مشعَّة،* حتى* وإن* كانت* من* النوع* الذي* يتحلل* في* عقود* عوضاً* عن* مئات* أو* آلاف* السنين*.
ولن* تكون* طاقة* الدمج* زهيدة* الثمن* بحيث* تتوفر* من* غير* عدادات* استهلاك*. فبناء* المفاعلات* يكلِّف* مبلغاً* هائلاً،* حيث* تفاقمت* تكلفة* بناء* المفاعل* ITER* إلى* أكثر* من* 20* بليون* يورو*. ولن* يدفع* أحد* هذا* المبلغ* من* المال* إذا* لم* يكن* باستطاعتهم* تعويض* استثمارهم*. و* لكن* ما* أن* يتم* تركيبه* وتشغيله،* فستكون* تكلفة* التشغيل* ضئيلة*. وتحتوي* مياه* المحيطات* على* ديتريوم* كافٍ* ليعمل* كوقود* لمفاعلات* الدمج* عشراتِ* آلاف* السنين*. أما* الترتيتوم* فهو* نادر* جداً* في* الطبيعة،* ولكن* يمكن* صنعه* بسهولة* من* الليثيوم* الموجود* بكثرة* كذلك*.
هل* يمكن* تشغيل* العالم* بأكمله* باستخدام* طاقة* الدمج؟* مبدئياً* نعم،* و* لكن* ذلك* غير* مرجح* عملياً*. وسيريد* المشغلون* تشغيل* مصانع* الاندماج* بقدر* يُمكِّنهم* من* تعويض* استثماراتهم،* لذا* من* الأرجح* أنهم* سوف* يولِّدون* الطاقة* بقدر* الحمل* الأساسي* فقط*. وستعين* توفير* الزيادة* في* الطلب* باستخدام* تقنيات* تخزين* الطاقة،* مثل* المكثفات* الفائقة* Ultracapacitors* التي* تُشحَن* باستخدام* الطاقة* الشمسية* والرياح*. وعلينا* أيضاً* التفكير* في* طرق* جديدة* لتزويد* الطائرات* بالطاقة،* وكذلك* تزويد* التقنيات* أخرى* لا* يمكن* تشغيلها* بشكل* مباشر* بوصلها* بشبكة* الطاقة*.
وقد* تتراجع* تقنيات* الدمج* إلى* وضعها* الإشكالي* بحيث* يظل* تقنية* مستقبلية* حتى* بعد* 60* سنة* من* الآن*. ومن* المستبعد* أن* تلبي* الطاقة* الشمسية* والرياح* جميع* احتياجاتنا*. في* تلك* الحالة،* ربما* يتعين* علينا* اللجوء* إلى* الانشطار* النووي* بجميع* سلبياته* من* حوادث،* والمخلفات* طويلة* الأمد،* ومخاوف* انتشار* الأسلحة* النووية*. ربما* تهب* الموصلية* الفائقة* (انظر*: وداعاً* للكهرباء،* مرحباً* بالموصلية* الفائقة*) والهندسة* الحيوية* لنجدتنا* (انظر*: أصلحنا* المناخ* و* لكننا* لانزال* نواجه* الاضطرابات*). ولكن* على* الرغم* من* هذا* كله،* إنا* نحتاج* فعلاً* إلى* كمية* كبيرة* من* شعاع* الشمس* المنزلي* الصُّنع* بحلول* 2076*.
