أحدث الأخبار مع #الاندماج_النووي
سكاي نيوز عربية
منذ يوم واحد
- أعمال
- سكاي نيوز عربية
لماذا تتسابق شركات التكنولوجيا على تمويل الاندماج النووي؟
ومنذ ذلك الحين، ارتفعت شهية المستثمرين والحكومات وعمالقة التكنولوجيا ، للرهان على هذه التكنولوجيا باعتبارها مصدر طاقة غير محدود ورخيص وقليل الانبعاثات، حيث يحرص هؤلاء على امتلاك زمام المبادرة فيما يرونه فرصة استراتيجية لإعادة رسم موازين القوى في أسواق الطاقة العالمية. وأفاد تقرير لصحيفة "واشنطن بوست" اطّلع عليه موقع "اقتصاد سكاي نيوز عربية"، أن هناك حالياً أكثر من 43 مشروعاً قيد التطوير حول العالم لتكنولوجيا الاندماج النووي ، بإجمالي استثمارات تتجاوز 8 مليارات دولار. والملفت أن معظم هذه الاستثمارات ، جاءت من القطاع الخاص خلال السنوات الأربع الأخيرة. ولكن ورغم هذا الزخم، إلا أن تحويل تكنولوجيا الاندماج النووي إلى مصدر فعلي للكهرباء، لا يزال مهمة صعبة ومعقدة، إذ أن خروج هذه التكنولوجيا من المختبرات إلى محطات توليد الطاقة ، لا يزال يتطلب سلسلة من الابتكارات الهندسية ، في مجالات مثل المواد فائقة التحمل، أنظمة التبريد، وإدارة النيوترونات عالية الطاقة، ولذلك نرى أنه حتى أكثر الشركات تفاؤلاً بهذه التكنولوجيا تشير إلى أن الاندماج النووي التجاري لن يصل الشبكة الكهربائية قبل نهاية العقد، وقد يكون مكلفاً وغير مستقر في البداية. وهذا يعني أن نجاح تكنولوجيا الاندماج النووي بالوصول إلى الشبكة الكهربائية ، يعتمد بشكل كبير على خفض تكلفة الإنتاج، وقدرة البنية التحتية الحالية على التكيّف مع هذا النوع من الطاقة. في ديسمبر 2022، تحقق اختراق تاريخي في مجال الاندماج النووي في الولايات المتحدة، حين أعلنت وزارة الطاقة الأميركية أن علماء من "المختبر الوطني في لورانس ليفرمور" (LLNL) في كاليفورنيا ، نجحوا لأول مرة في تحقيق "صافي مكسب طاقي" من عملية اندماج نووي، أي أن كمية الطاقة التي خرجت من الاندماج كانت أكبر من الطاقة التي استُخدمت لتحفيزه باستخدام الليزر، مما أطلق طاقة تشبه تلك التي تنتجها الشمس. ومع أن الاندماج استمر لأقل من ثانية، إلا أن هذه النتيجة كانت تعتبر الهدف الأهم منذ عقود في أبحاث الاندماج، وأثبت أن الاندماج النووي ممكن فعلاً، ما فتح الباب أمام حلم قديم بإنتاج طاقة نظيفة، غير محدودة ولا تخلّف انبعاثات كربونية. رغم الإنجازات الأخيرة، لا يزال الاندماج النووي يواجه تحديات تقنية كبيرة، أبرزها الحفاظ على التفاعل نفسه، فالتفاعل أو الاندماج الذي تم تحقيقه في عام 2022 استمر لأقل من ثانية، في حين أن الحفاظ على هذا التفاعل لفترة طويلة من الوقت، يتطلب درجات حرارة تفوق 100 مليون درجة مئوية، ومواد تتحمل ظروفاً قاسية لم تُطوّر بعد بشكل كامل. كما أن احتواء هذا التفاعل وتحويله إلى كهرباء مستقرة وبتكلفة معقولة، يحتاج إلى ابتكارات هندسية معقّدة في مجالات مثل أنظمة التبريد، وإدارة النيوترونات، والبنية التحتية للطاقة. من يتفوّق في هذه التكنولوجيا؟ تُعد الولايات المتحدة اللاعب الأقوى حالياً في مجال الاندماج النووي، بفضل التقدم الذي حققته مختبراتها الوطنية، ولكن السباق لا يقتصر على أميركا وحدها. فالصين تعتبر المنافس الأكبر، إذ تستثمر مبالغ ضخمة من الأموال العامة في مشاريع طموحة، لبناء ما يُعتقد أنه سيكون أحد أقوى مفاعلات الاندماج في العالم، وحتى أكبر من المنشآت الأميركية. وهذا السباق يعكس مخاوف حقيقية من تكرار سيناريو تقنيات الطاقة النظيفة السابقة، مثل الألواح الشمسية ، حيث طوّرت أميركا التكنولوجيا لكن الصين هيمنت على السوق. وبالإضافة إلى القوتين العظميين، تسعى دول مثل ألمانيا واليابان وبريطانيا وفرنسا إلى تطوير مفاعلات اندماج تجارية، لضمان موقع مبكر في واحدة من أكثر صناعات المستقبل الواعدة. الرهان الجديد لأميركا وبدأ المسؤولون في الولايات بالفعل التخطيط، لليوم الذي تصبح فيه طاقة الاندماج حقيقة واقعة، ففي حين قلّصت إدارة الرئيس الأميركي دونالد ترامب دعمها لمشاريع طاقة الرياح والطاقة الشمسية، أعلن وزير الطاقة الأميركي كريس رايت، في مؤتمر عُقد في واشنطن هذا الشهر، أن الاندماج النووي وصل إلى نقطة تحوّل ستتسارع فيها الأمور، مشيراً إلى أن هذه التكنولوجيا ستُنتج طاقة بغض النظر عن الطقس أو الوقت. كما يدعم الاندماج النووي أحد أسلاف رايت، إرنست مونيز، وهو فيزيائي نووي كان مشككاً في إمكانية تسويقه تجارياً. من جهته، يرى جريج بيفير، الرئيس التنفيذي لشركة شاين تكنولوجيز، وهي شركة اندماج نووي في ويسكونسن، أن أي شركة اندماج نووي لن تتمكن من بيع الكهرباء بشكل مربح، قبل أن تصل إلى ما يُعرف بـ "نقطة التعادل" العلمية، وهي النقطة التي يولد فيها تفاعل الاندماج طاقة أكبر من اللازم لإشعالها، مشيراً إلى أن المكان الوحيد في الولايات المتحدة الذي حدث فيه ذلك هو المنشأة الحكومية في ليفرمور، التي تستخدم نبضة ليزر، تطلق في جزء من مليار من الثانية طاقة، تفوق مقدار الطاقة التي توّلدها شبكة الكهرباء الأميركية بأكملها بـ 2500 مرة. تشكيك علمي في الوعود في المقابل، يشكّك عدد من الخبراء في إمكانية رؤية طاقة الاندماج النووي على الشبكة الكهربائية قبل عام 2050، فالفيزيائي جون هولدرن، الأستاذ في جامعة هارفارد والمستشار العلمي السابق للبيت الأبيض، يرى أن تحقيق ذلك لا يزال بعيد المنال، مشيراً إلى أن العلماء احتاجوا سبعة عقود فقط للوصول إلى تفاعل اندماجي واحد ناجح، بينما يتطلب تحويل هذا التقدم إلى مصدر طاقة مستدام قفزات هندسية معقدة للغاية. من جهته، حذّر فيكتور جيلينسكي، العضو السابق في هيئة التنظيم النووي الأميركية، من أن الشركات العاملة في هذا المجال، تقلّل إلى حد كبير من حجم التحديات التقنية غير المحلولة حتى الآن. ويضيف ميشيل كلايسنز، مدير الاتصالات السابق في مشروع "إيتر" الدولي، أن بعض الشركات تضلّل الرأي، العام من خلال تقديم وعود غير واقعية، توحي بأن طاقة الاندماج النووي باتت على بُعد خطوات قليلة، في حين أن الطريق لا يزال طويلاً وشاقاً. لماذا تموّل الشركات تكنولوجيا لم تنضج بعد؟ وتقول مستشارة الذكاء الاصطناعي المعتمدة من أوكسفورد هيلدا معلوف، في حديث لموقع "اقتصاد سكاي نيوز عربية"، إن السبب الأول الذي يدفع شركات التكنولوجيا الكبرى، لاستثمار المليارات في الاندماج النووي، هو إدراكها أن هذا المجال يمثل الرهان الطويل الأمد الحقيقي في قطاع الطاقة، فهذه الشركات تُفكر على نطاق زمني يتجاوز العقد أو العقدين، وهي تعلم أن من يمتلك التكنولوجيا القادرة على إنتاج طاقة غير محدودة وبتكلفة منخفضة، سيكون في موقع هيمنة اقتصادية وصناعية لعقود لاحقة، مشددة على أن الاندماج النووي هو ابتكار لا يحدث كل عشر سنوات، بل ربما مرة كل قرن، ولذلك فالسباق لا يدور حول العائد الفوري، بل حول من سيبني البنية التحتية لطاقة الغد. واعتبرت معلوف أن شركات التكنولوجيا الكبرى ، تنظر إلى الاندماج النووي كأداة لتأمين موقعها في الاقتصاد الجديد القائم على الطاقة النظيفة، حيث أن الاستثمار في هذه التكنولوجيا، يُشكّل نوعاً من التحوّط الاستراتيجي، تماماً كما حدث مع دخولها إلى قطاع الفضاء أو أشباه الموصلات، فبدلاً من الاعتماد فقط على مصادر الطاقة الحالية، تسعى هذه الشركات لتنويع محفظتها، والتمركز المبكر في قطاع، يُتوقع أن يُحدث طفرة في السوق خلال العقود المقبلة، كما أنه علينا ألا نغفل أن الاستثمار في تكنولوجيا مثل الاندماج النووي، يمنح الشركات نفوذاً سياسياً وتنظيمياً غير مباشر. فرصة ونفوذ وتشرح معلوف، أنه عندما تستثمر مايكروسوفت أو ألفابت أو أمازون، في مشروع لتوليد الطاقة عبر الاندماج النووي، فهي لا تشتري فقط نفط المستقبل، بل هي تضع نفسها أيضاً على طاولة القرار السياسي والاقتصادي المتعلق بمستقبل الطاقة، وهذا النوع من التأثير رغم أنه غير مالي ظاهرياً، إلا أنه يترجم لاحقاً بالحصول على عقود حكومية مميزة، إضافة إلى تعزيز صورة الشركة وقيمتها السوقية، مشددة على أن شركات التكنولوجيا ترى بالاندماج النووي جزءاً من منظومة متكاملة تشمل تشغيل الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات الضخمة التي تحتاج إلى كمية طاقة هائلة، وهذا سبب آخر يدفعها كي تدخل بثقلها في هذا المجال، وذلك كنوع من تأمين استراتيجي لتوسعها المستقبلي. وتشرح معلوف أن الدخول في تكنولوجيا الاندماج النووي من الناحية الاستثمارية، يُعد مخاطرة محسوبة، ولكن العائد المحتمل الناتج عن نجاح هذه التكنولوجيا، يكاد يكون غير محدود، فنحن نتحدث عن سوق طاقة عالمية تُقدّر بتريليونات الدولارات سنوياً، وإذا نجحت إحدى هذه الشركات في الوصول إلى صيغة قابلة للتطبيق من الاندماج النووي، فستكون هي المزوّد الرئيسي للطاقة لعشرات الدول، وربما تستحوذ على جزء كبير من سوق الطاقة العالمي لعقود، وهذه ليست مغامرة عشوائية بل رهان استراتيجي على هيمنة طويلة الأمد. واعتبرت معلوف أن ما يميز الاندماج النووي، هو أنه لا يهدف فقط إلى تحسين نظام الطاقة الحالي، بل إلى تخطيه بالكامل، وبناء نموذج جديد غير قائم على الوقود الأحفوري، أو حتى على البنية المعروفة للطاقة المتجددة، حيث أن من يسبق في تطوير الاندماج النووي، لن يبيع فقط الكهرباء، بل سيضع المعايير العالمية الجديدة للطاقة، ويقود سلاسل التوريد والبنية التحتية والأنظمة التنظيمية المرتبطة به، وهذا بالضبط ما تسعى إليه شركات التكنولوجيا الكبرى، أي أن تكون في مركز الثقل التالي للاقتصاد العالمي.
العربية
منذ 2 أيام
- أعمال
- العربية
45 شركة ناشئة تعمل على إنتاج طاقة الاندماج النووي لتشغيل مراكز البيانات
يحتدم سباق الطاقة النظيفة لتشغيل مراكز البيانات وتطبيقات الذكاء الاصطناعي ، ويبدو أن شركة صينية هي الأقرب لتحقيق نتائج ملموسة. ومع تسارع وتيرة نمو الاقتصاد الرقمي وتبني تقنيات الذكاء الاصطناعي بالحياة اليومية يتزايد الطلب على الطاقة التي تستهلكها مراكز البيانات، حيث إن تدريب نموذج واحد بحجم GPT-3 يتطلب 1.29 مليون كيلوواط/ساعة، وهو ما يكفي لإضاءة 200 منزل لمدة عام كامل. وفي الصين تستهلك مراكز البيانات في شنغهاي 5 مليارات كيلوواط/ساعة سنويًا، أي 2.5% من إجمالي استهلاك الكهرباء في المدينة، ويوم واحد من التشغيل يعادل استهلاك 2000 منزل طوال عام كامل. ومع تزايد دمج الذكاء الاصطناعي في تفاصيل الحياة اليومية، من المتوقع أن ترتفع هذه الأرقام بشكل حاد في الوقت الذي تسعى فيه الصين بقوة لتحقيق الحياد الكربوني. ويرى الخبراء أنه لا بد من استخدام الطاقة الخضراء لتقليل الانبعاثات الكربونية لكنها لن تكون كافية لسد الطلب المستقبلي! وهنا برز حل أكثر جرأة وهو الاندماج النووي. وتعمل 45 شركة ناشئة في 13 دولة على إنتاج طاقة الاندماج النووي لأغراض تجارية مستخدمةً أساليب تكنولوجية ومصادر وقود متنوعة، وفقًا لرابطة صناعة الاندماج النووي الأميركية. ومع ذلك، لا تزال هذه التكنولوجيا في مراحلها الأولى، ويؤكد الخبراء أنه لا يوجد حتى الآن ضمان حقيقي لإمكانية إنشاء محطات طاقة اندماجية ناجحة، فالعديد من الأجهزة المطوّرة حتى الآن لم تنتج طاقة تكفي حتى لغلي إبريق شاي. شمس شنغهاي الاصطناعية ولكن برزت مؤخراً في شنغهاي، شركة "إينرجي سينغيولاريتي" والتي تعمل على مغناطيس "جينغ تيان HH70" الذي سجل رقمًا قياسيًا عالميًا بقوة 21.7 تسلا ما يعادل تخزين نحو 187 ميغاجول من الطاقة لكل متر مكعب من المجال المغناطيسي. ويعني هذا أن كل متر مكعب من هذا المجال يحتوي على طاقة تكفي تقريبًا لشحن 50 ألف بطارية هاتف ذكي أو قيادة سيارة لمسافة 100 كيلومتر. وتمتلك شركة Energy Singularity حقوق الملكية الفكرية المستقلة لجهاز HH70، وأكثر من 96% من مكوناته مصنّعة محليًا. وتعمل الشركة حالياً على مفاعل HH170، ومن المتوقع الانتهاء منه عام 2027، وهو مفاعل لا يتجاوز قطره 10 أمتار، قادر على توليد طاقة تكفي لتشغيل مركز بيانات كامل بدون انبعاثات كربونية، وبأقل قدر من الإشعاع وهو ما تطلق عليه الشركة "شمس شنغهاي الاصطناعية".
روسيا اليوم
٢١-٠٥-٢٠٢٥
- علوم
- روسيا اليوم
مختبر أمريكي يحصل على طاقة قياسية في الاندماج النووي الحراري
وتمكن العلماء من مضاعفة النتيجة التاريخية التي حققوها عام 2022 عندما تم إجراء أول اندماج نووي حراري بحصيلة طاقة إيجابية. وكما أفادت بوابة TechCrunch فإن التجارب الحديثة حطمت الرقم القياسي المسجل سابقا. وفي عام 2022 تم تحقيق "الاشتعال" لأول مرة، وهو تفاعل الاندماج الحراري، حيث تجاوز ناتج الطاقة (3.15 ميغا جول) طاقة الليزر (2.05 ميغا جول) الموجهة إلى الوقود. وكانت هذه المرة الأولى التي ينجح فيها البشر في إعادة إنتاج العملية التي تغذي النجوم في بيئة مختبرية. في عام 2025 اتخذ مختبر "لورانس ليفرمور" الوطني خطوة أخرى إلى الأمام، حيث سجلت التجربة باستخدام طاقة ليزر بقوة 2.05 ميغا جول رقما قياسيا جديدا للناتج بلغ 5.0 ميغا جول مع معامل تضخيم 2.44، وهو أفضل نتيجة لهذا المستوى من الطاقة والثاني في تاريخ المختبر من حيث الحجم. ووصلت الاختبارات اللاحقة إلى 5.2 و8.6 ميغا جول، مما يدل على أن التكنولوجيا أصبحت أكثر استقرارا وقوة. وقالت جيل هروبي نائبة وزير الأمن النووي إن "هذا الإنجاز هو الخطوة المتواضعة الأولى نحو مصدر طاقة نظيفة يمكن أن يُحدث في المستقبل ثورة في العالم". ويعد الاندماج النووي الحراري بالحصول على مصدر طاقة صديقا للبيئة لا ينضب من دون نفايات مشعة، على عكس الانشطار النووي. ويستخدم المختبر طريقة الحصر الاستمراري، حيث تضغط 192 ليزرا كريات صغيرة من الديوتيريوم والتريتيوم (نظائر الهيدروجين) المغطاة بالماس حتى درجات حرارة قصوى (تزيد عن 55 مليون درجة مئوية) ليصل الضغط مئات المليارات من الأجواء. ويمكن مقارنة ذلك بإشعال نجم مصغر في غرفة فراغ بحجم منزل صغير. وأثبت هذا الإنجاز الجديد أن الاندماج يمكن أن ينتج طاقة أكثر مما يتم إنفاقه على بدء التفاعل، الأمر الذي يمهد الطريق لأنظمة الطاقة المستقبلية. ومع ذلك، يتطلب تشغيل التفاعل حوالي 300 ميغا جول من الكهرباء من الشبكة، مما يجعل التكنولوجيا غير صالحة للاستخدام التجاري في الوقت الحالي. وعلى الرغم من ذلك، أظهرت نجاحات المختبر أن حلم الاندماج الذي كان يطلق عليه لعقود اسم "دائما بعد 30 عاما"، أصبح أقرب بكثير إلى الواقع. على الرغم من أن المختبر يظهر تقدما، إلا أنه للحصول على طاقة تجارية يجب زيادة سرعة الطلقات من طلقة واحدة في اليوم إلى 10 طلقات في الثانية، وتقليل استهلاك الطاقة لأجهزة الليزر. وهناك نهج بديل، وهو الحصر المغناطيسي، كما هو الحال في مشروع ITER الاندماجي النووي الحراري الدولي في فرنسا، والذي يحصر البلازما بواسطة المجالات المغناطيسية لإجراء تفاعلات أطول، ولكنه أيضا بعيد عن الاكتمال. وأشار قادة المشروع إلى أن: "تجربتنا تعيد إنتاج ظروف مشابهة لتلك التي تحدث في نواة النجوم أو أثناء الانفجار النووي، ولكن بشكل مصغر. وإنها ليست مجرد خطوة نحو الطاقة النظيفة، فحسب بل وأداة لدراسة فيزياء الحالات القصوى". المصدر: اكتمل تجميع أقوى وأضخم نظام مغناطيسي نبضي في العالم. وذلك في إطار مشروع المفاعل النووي الحراري الدولي "إيتير" (ITER). كشفت شركة Pulsar Fusion (تأسست عام 2013)، عن نموذج أولي للقاطرة الفضائية الثورية "Sunbird"، والتي تعمل بمحرك نووي حراري من نوع جديد.
العربية
١٩-٠٥-٢٠٢٥
- علوم
- العربية
بعد أكثر من 70 عاماً من المحاولات الصين تُشعل شرارة المستقبل
في إنجاز علمي غير مسبوق، نجحت الصين في تحقيق ما كان يُعدّ ضرباً من الخيال العلمي: تشغيل "شمسها الاصطناعية" لأكثر من 1000 ثانية، بدرجة حرارة مذهلة بلغت 100 مليون درجة مئوية، أي ما يعادل 5 أضعاف حرارة نواة الشمس الحقيقية. هذا المفاعل، المعروف باسم " توكاماك التجريبي المتقدم فائق التوصيل" (EAST)، ليس مجرد مشروع علمي طموح، بل هو خطوة عملاقة نحو مستقبل تُنتج فيه البشرية طاقة نظيفة، غير محدودة، وآمنة، وفقاً لما ذكره موقع "Eco Portal"، واطلعت عليه "العربية Business". منذ خمسينيات القرن الماضي، راود العلماء حلم إنتاج طاقة نظيفة عبر محاكاة عملية الاندماج النووي التي تحدث داخل الشمس. لكن العقبات التقنية والتكنولوجية كانت كفيلة بإبقاء هذا الحلم بعيد المنال. لكن مؤخراً كشفت الصين أنها باتت أقرب من أي وقت مضى إلى تحقيق ثورة في عالم الطاقة. لماذا يُعدّ مفاعل EAST مختلفاً؟ الاندماج النووي يختلف جذرياً عن الانشطار النووي التقليدي. فبدلاً من تقسيم الذرات، يقوم بدمجها، ما يُنتج طاقة هائلة من دون النفايات المشعة الخطيرة. لكن لتحقيق هذا النوع من التفاعل، يجب تسخين الوقود (عادةً نظائر الهيدروجين) إلى درجات حرارة تفوق 100 مليون درجة مئوية، مع الحفاظ عليه في حالة بلازما مستقرة داخل حقل مغناطيسي فائق القوة. وهنا يأتي تميّز EAST، الذي استطاع الحفاظ على استقرار البلازما لمدة 1066 ثانية، محطماً الرقم القياسي السابق البالغ 403 ثوانٍ. هذا الإنجاز يُعدّ خطوة حاسمة نحو بناء مفاعلات اندماج نووي تجارية قادرة على تزويد المدن بالطاقة النظيفة. قال الفيزيائي النووي سونغ يونتاو من معهد فيزياء البلازما التابع للأكاديمية الصينية للعلوم: "تشغيل المفاعل بكفاءة عالية لآلاف الثواني هو المفتاح لتحقيق دوران البلازما الذاتي، وهو ما سيُحدث نقلة نوعية في محطات الطاقة المستقبلية". النجاح الذي حققه EAST ليس نهاية الطريق، بل بدايته. الصين تعمل حالياً على تطوير مفاعل اندماج نووي أكبر وأكثر تطوراً، بالتعاون مع شركاء دوليين، في إطار مشروع ITER العالمي في فرنسا.
