هل سيتم بناء أول محطة للطاقة النووية في العالم في ولاية فرجينيا؟
هل سيتم بناء أول محطة للطاقة النووية في العالم في ولاية فرجينيا؟
مصر -ايهاب محمد زايد
وتقول شركة كومنولث فيوجن سيستمز إن محطة الطاقة الاندماجية ستبدأ العمل في العقد المقبل وستنتج 400 ميغاواط من الكهرباء
لمحطة الطاقة التابعة لشركة Commonwealth Fusion Systems والمناظر الطبيعية المحيطة بها.
من المتوقع أن يبدأ تشغيل محطة الطاقة الاندماجية الجديدة لشركة Commonwealth Fusion Systems في أوائل ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين وتوليد حوالي 400 ميغاواط من الكهرباء النظيفة الخالية من الكربون – وهو ما يكفي لتشغيل مواقع صناعية كبيرة أو حوالي 150 ألف منزل. أنظمة الكومنولث فيوجن ( CC BY-NC-ND 3.0 )
تقول شركة Commonwealth Fusion Systems (CFS)، وهي شركة ذات أصول في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إنها ستبني أول محطة طاقة اندماجية في العالم في منطقة صناعية بالقرب من ريتشموند بولاية فرجينيا، في غضون عقد من الزمان. ومن المتوقع أن يبدأ تشغيل المحطة “في أوائل ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين”، وفقًا لبيان صحفي أصدره معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يوم الثلاثاء ، وسينتج المفاعل حوالي 400 ميغاواط من الكهرباء. وعلى الرغم من اختلاف التقديرات، فإن ميغاواط واحد يمكن أن يغذي حوالي 400 منزل أمريكي.
وقد وصفت أطراف مختلفة هذا التطور بأنه بالغ الأهمية. ومن بين هؤلاء حاكم ولاية فرجينيا جلين يونجكين، الذي أصدر بياناً قال فيه: “إنها لحظة تاريخية لولاية فرجينيا والعالم بأسره”. وفي بيان صحفي قال دينيس وايت، المؤسس المشارك لشركة CFS وأستاذ الهندسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إن “هذه ستكون لحظة فاصلة في تاريخ الاندماج النووي”.
ولكن دعونا نتوقف للحظة: هناك عدة خطوات يجب إكمالها قبل أن يتسنى توصيل محطة الاندماج النووي هذه، التي أطلق عليها اسم ARC (اختصارًا لـ “ملائمة للميزانية، وقوية، وصغيرة الحجم”) بشبكة الطاقة في فيرجينيا. ومن بين هذه الخطوات أن شركة CFS لم تكمل بعد جهازها التجريبي SPARC (اختصارًا لـ “أصغر جهاز ARC ممكن”). وتقول الشركة إنها تتوقع أن يظهر جهاز SPARC المكتمل إنتاجًا صافيًا للطاقة في عام 2027. وهذا وحده سيكون إنجازًا كبيرًا.
ذكّرني، ما هو مفاعل الاندماج؟
إن الاندماج النووي، الذي تتحد فيه النوى الذرية وتطلق كميات هائلة من الطاقة، هو سمة طبيعية لبلازما الشمس. ولمحاكاة هذه العملية على الأرض، يتم إشعال كريات الوقود (التي تتكون غالباً من نظائر الهيدروجين) داخل آلة تسمى توكاماك. وتولد آلة توكاماك مجالات مغناطيسية على شكل دونات للتحكم في البلازما الفائقة السخونة الناتجة، والتي تكون عرضة للاشتعال. والنتيجة، من الناحية النظرية، هي إنتاج الطاقة دون النفايات المشعة طويلة الأمد الناجمة عن الانشطار النووي ودون مساهمات الاحتباس الحراري العالمي من الكربون المحروق.
إن الوعود الفاشلة تملأ الطريق نحو الاندماج القابل للتنفيذ. ولكن هذه المرة هناك شعور بالإثارة والتسارع السريع بعد عقود من العمل الجاد بين بعض خبراء الاندماج. في عام 2022، أظهر علماء الفيزياء في منشأة الإشعال الوطنية في كاليفورنيا أنه من الممكن تجاوز ما يسمى بالتعادل العلمي ، حيث ينتج المفاعل طاقة أكبر مما هو مطلوب لبدء تفاعل الاندماج.
مفاعل الاندماج مع مغناطيس فائق التوصيل عالي الحرارة.
يستخدم تصميم مفاعل الاندماج النووي توكاماك التابع لشركة كومنولث فيوجن سيستم، الموضح في الصورة، نوعًا جديدًا من المغناطيس الفائق التوصيل عالي الحرارة. وقد تم استكشاف هذا النهج لأول مرة في فصل دراسي للدراسات العليا قام بتدريسه المؤسس المشارك والأستاذ بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا دينيس وايت.أنظمة الكومنولث فيوجن ( CC BY-NC-ND 3.0 )
وقال وايت في بيان صحفي إن مفاعل التوكاماك في مصنع فرجينيا، والذي يعتمد على التصاميم التي أنتجها طلاب الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، سيكون مضغوطًا واقتصاديًا بشكل خاص لأنه سيستخدم نوعًا جديدًا من المغناطيس الفائق التوصيل.
لماذا الموقع في فرجينيا؟
تعد فرجينيا موطنًا لمركز البيانات، حيث أدى الطفرة الحالية في الذكاء الاصطناعي وخدمات البث وغيرها من التقنيات إلى إظهار ما يعد من بين أكثر تركيزات مزارع الخوادم كثافة في العالم. هذه مرافق متعطشة للطاقة، ومن المتوقع أن ينمو الطلب فقط . قال كبير مسؤولي التجارة في CFS لصحيفة نيويورك تايمز إن مصنع الاندماج سيخدم على الأرجح العملاء الصناعيين .
ألم أسمع كل هذا من قبل؟
الاندماج النووي، الذي تمت دراسته منذ منتصف القرن العشرين، هو نوع من التكنولوجيا التي يبدو دائمًا أنها على بعد 15 عامًا فقط. إن بناء نجم اصطناعي أمر صعب؛ يجب أن تتحمل المواد في مفاعلات الاندماج درجات حرارة تصل إلى ملايين الدرجات المئوية . وهي مكلفة. أكبر مشروع اندماج على هذا الكوكب، المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER) في فرنسا، متأخر عن الجدول الزمني وتجاوز الميزانية، حيث تضخم من تقدير أولي قدره 6.3 مليار دولار في عام 2006 إلى 22 مليار دولار في عام 2023، كما ذكر الصحفي تشارلز سيف في مجلة ساينتفك أمريكان العام الماضي . ومفاعل ITER، الذي يتمثل هدفه الأساسي في إثبات أن طاقة الاندماج ممكنة، ليس مخصصًا لتشغيل أي شيء.
