بسم الله الرحمن الرحيم
الكهرباء
كيف يمكن لماء البحر أَن يزود العالمَ بالطاقة ؟
How Seawater Can Power the World?
نِقاش حول تجهيزِ طاقة في أمريكا أخذ يَسْخنُ يومآ بعد يوم حيث أن أسعار الغاز أخذت تَرتفعُ و الطاقة النووية والإثانول Ethanol موضع هجوم والطاقة النووية تُواصلُ الكفاح في ظِلِّ كارثةِ فوكوموشيما Fukushima في اليابان.
يُعْتَقَد البعض بأنَّ مصدرَ طاقةِ نظيفِ وآمنِ ووفيرِ يَكُونُ هو من مادةَ للخيال العلمي ولكن هو في الواقع أقربُ مِنْ أدراك الكثيرِين ، فالإندماج النووي Nuclear Fusion جَعْله حقيقة.
على أية حال سَيَحتاج ذلك إستثمارَ هامَّ مِنْ الحكومةِ في وقت أزمة أقتصادية شاملة وعندما يكون الإنفاق على البحث العلمي تحت التهديدِ.
فتَسخير الإندماج النووي ، الطاقة التي تُشغّلُ الشمسَ والنجومَ ، كَانتْ هدف الفيزياويين حول العالم منذ الخمسيناتِ ، فهو لا ينضبُ جوهرياً ويُمْكِنُ أَنْ يُخْلَقَ إستعمال نظائر الهيدروجينِ المشعةِ ، وهي أبناء عم كيميائي للـ الهيدروجينِ، مثل الديتوريوم Deuterium الذي يُمْكِنُ أَنْ يَكُونَ مُنْتَزع بسهولة مِنْ ماءِ البحر.
فطاقة الدمج المَخْلُقةُ من دَمْج النواتين الذرّيتينِ ، ففي العمليةِ تُحوّلُ الكتلةً إلى الطاقةِ والتي تَظْهرُ كحرارة ، الحرارة كما في مفاعلاتِ الإنشطار النووي التقليديةِ ، تُحوّلُ ماء إلى البخارِ ، الذي يَدور التوربيناتَ لتَوليد الكهرباءِ ، أَو تُستَعملُ لإنْتاج الوقودِ للنقلِ أَو الإستعمالاتِ الأخرى.
لا تُولّدُ طاقةُ الإندماج Fusion Energy أي غازِ من غازات البيت الزجاجي (صفرغاز) ، فهي لَنْ تَعْرضَ أي فرصةِ لحادث خطير أو هائل ، وهي يُمكنُ أَنْ تَكُونَ متوفرَه إلى كُلّ الأمم ، فهي تعتمدُ فقط على بحار ومحيطاتِ الأرضَ ، فعندما هي تنتشر على مستوى تجّاري سَتُحوّلُ إلى تجهيزَ العالمَ بالطاقة.
هناك صيد جيد ، فإنّ تطويرَ طاقةِ الإندماج و التي هي أحد أكثر العِلْومِ والهندسة الصعبةِ وهي تواجه تحدي كبير بين التحديات الأخرى ، فهي تَتطلّبُ إنتاجاً وحجزَآ للغاز الحار (البلازما) في درجة حرارة حولي 100 مليون درجةِ مئويةِ.
لكن الحلولَ المحتملةَ إلى هذه التحديات التقنيةِ الرهيبةِ ستَظْهرُ.
في نظرةِ الأولى والمعروفة بالدمج المغناطيسيِ Magnetic Fusion ، حيث ستحصر البلازما الحارة بمغناطيساتِ قويَّةِ.
في نظرة الثانية سيستعملُ الليزرَ ، ليزر حادَّ وكبيرَ لقَصْف إطلاقة مجمّدَة من وقودِ الإنشطار Frozen pellet of fusion fuel (ديتوريوم و ترتيوم نووي Deuterium and Tritium Nuclei) لتَسْخين الإطلاقة وتُسبّبُ الإدمج في واحد بليون من الثانية ، بينما الدمج المغناطيسي يَحْملُ البلازما الحارة بشكل غير محدد ، مثلال شمس.
فالنظرةَ الثانيةَ تَشْبهُ محرّكَ الإحتراقِ الداخليِ ذو الإنفجاراتِ صغيرةِ ومتعدّدةِ (حوالي خمسة بالثّانية).
وعندما المنطقة مفهومة بشكل سيئ مِنْ البحثِ في فيزياء البلازما أَصْبَحتْ متطورةَ جداً.
فالعلماء لَا يتنتجون بشكل دوري فقط بلازما بدرجةِ مئة مليون ، لَكنَّهم يُسيطرونَ عليها ويُعالجونَ مثل هذه “ شموس صغيرة ” بإبداعية رائعةِ.
فمنذ عام 1970 أنتجتْ القوة بالدمج المغناطيسيِ في المختبرِ ونَمت مِنْ عُشر واط ، أنتجَ لجزء من ثانية إلى 16 مليون واطِ أنتجَت لثانية واحدة.
سبعة شركاءِ وهم الإتحاد الأوربي و الصين و الهند و اليابان و روسيا و كوريا الجنوبية والولايات المتّحدة ، إنضمَّوا ألى التجربةِ لإنْتاج 500 مليون واطِ من قوَّةِ الدمج لـ 500 ثانيةِ وأطولِ بحلول الـ 2020 ، وتظاهرُ علميةَ رئيسيةَ وهندسية سماتِ الدمج في مِقياسِ المفاعل.
على أية حال ، وبالرغم من أنَّ الولايات المتّحدة تساهم في هذه التجربةِ المعروفة (بآي تي ئي آر ITER ) ، فهي لحدّ الآن لَمْ تَتعهّدَ بالبرنامجِ الكاملِ لإحتاجَ ولتَطوير مفاعل دمج محليِ لإنْتاج الكهرباءِ لشبكةِ الكهرباء الأمريكيةِ.
وهناك أمم أخرى في هذه الأثناء تَتقدّمُ للأمام لتَطبيق الدمجِ ليكون المكون الرئيسي مِنْ أمنِ طاقتِهم.
في الحقيقة هناك وسائل بحثِ دمج أكثرِ حداثةً مِنْ أيّ شئِ في الولايات المتّحدةِ هي قيد الإنشاء أَو تشغيل في الصين وألمانيا واليابان وكوريا الجنوبية.
فإرادة وحماس الحكوماتِ في آسيا لمَلْئ حاجاتِ طاقتِهم بالدمج ، وهي تسير بأسرع ما يمكن وبشكل واضحُ.
ما كان يَفتقرُ إليه في الولايات المتّحدةِ هو الإرادة السياسيةُ والإقتصاديةُ والحماس. فهي تَحتاجُ إلى إستثمار عامَ وجدّيَ لتَطوير الموادِ الذي يُمْكِنُ أَنْ يُقاومَ بيئةَ الدمج القاسيةِ و يَتحمّلُ البلازماً الحاراة بشكل غير محدد وتُكاملَ كُلّ هذه الميزّاتِ في وسيلةِ تجريبيةِ لإنْتاج قوَّةِ الدمج المستمرةِ.
وهذا لَنْ يَكُونَ رخيصَ الثمن ، فأي تقدير أوّلي يكون بحدود 30 بليون دولار ولمدة 20 سنة للذِهاب مِنْ الوضعية الحاليةِ مِنْ بحثِ إلى مفاعلِ الدمج العاملِ الأولِ.
لكن إذا وَضعَ في المنظورِ واقعي فأن ذلك المبلغِ يَساوي قيمة حوالي إسبوع واحد مِنْ إستهلاكِ الطاقةِ المحليِ ، أَو حوالي 2 بالمائة مِنْ إنفاقِ الطاقةِ السنويِ 1.5 تريليون دولار.
فالدمج بكل تأكيد سيكَونَ مصدرَ الطاقةِ لأحفادِنا.
فالآن هناك خطط في كافة أنحاء العالم تَدْعو إلى محطة كهرباء من هذا القبيل في غضون 20 سنة.
فالدمج لَهُ الإمكانيةُ للمُسَاعَدَة في كُلّ التحديات الصاعدة في هذا القرن الجديدً من إستقلال الطاقةِ و منافسة إقتصادية وطنية و مسؤولية بيئية و تخفيض النزاعِ على المصادرِ الطبيعيةِ.
مهند الشيخلي … muhannad alsheikhly
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق