مرجل الاندماج النووي بدون ترسبات: السر في الجدران سريع
لتحسين احتجاز الطاقة في مفاعل الاندماج النووي، يمكن تقليل عودة الجسيمات من الجدران. أظهرت النمذجة أن تغطية الجدران بالليثيوم تهيئ الظروف المطلوبة، حتى لو كانت منطقة العادم مصنوعة من معدن عادي. إنه مثل بطانية بطبقة عاكسة: تمنح الدفء ولا تسمح بتسرب البرودة. تبشر هذه الأنظمة ببلازما أنظف وتقليل التسخين الموضعي المفرط.
يُشبه مفاعل الاندماج النووي مرجلًا عملاقًا يُطهى فيه الهيليوم من الهيدروجين. تصل حرارة البلازما فيه إلى 150 مليون درجة، أي أكثر سخونةً من نواة الشمس بعشر مرات. لكن، كما في أي مرجل، تتكون هنا ترسبات: شوائب ضارة تتراكم على الجدران وتُخمد البلازما.
اقترح الفيزيائيون صنع الجدران من مادة إسفنجية تمتص الشوائب وتمنعها من العودة إلى الوقود. هذا يحافظ على الحرارة، لكنه يُسبب فرط تسخين شديد. أظهرت الحسابات الحاسوبية أنه إذا تتبعنا حركة كل جسيم على حدة، وليس كتدفق متصل، فإن الشوائب الثقيلة تزوي بنفسها في الزاوية — حجرة التحويل (المحوّل). وفي هذه الأثناء، تتوزع الحرارة بالتساوي، مما يحمي الجدران من الانصهار.
حتى لو أعاد 'القدر' الرئيسي الجسيمات، فإن الألواح الماصة على الجدران الأخرى قادرة على تحويل المفاعل إلى وضع الاحتراق النقي. وهذا يقرّبنا من محطات طاقة اندماجية موثوقة.
🎯 يختبئ في كوب واحد من الماء من طاقة الاندماج النووي ما يكفي لتزويد منزل بالتدفئة والكهرباء لمدة عام.
🎬 في فيلم 'الرجل العنكبوت 2'، يُطلق الدكتور أوكتافيوس شمسًا اصطناعية — مفاعل اندماج نووي يخرج عن السيطرة. مشكلة احتجاز البلازما التي يعمل العلماء على حلها اليوم تتحول هناك إلى كارثة.