تويت
هل ينقذ الاندماج النووي العالم من كارثة تغير المناخ؟
كانت تجربة الأسبوع الماضي التي حظيت بضجة واسعة في وسائل الإعلام المهتمة في الولايات المتحدة واعدة، لكنها ليست رصاصة سحرية لاحتياجاتنا من الطاقة. إن الكشف عن نجاح الباحثين في خلق تفاعل اندماج نووي ولّد طاقة أكثر مما يستهلك أثناء التجربة قد جعل القراءة مطمئنة الأسبوع الماضي.
منذ ما يقرب من نصف قرن، تم الإبلاغ عن قضايا علمية ولم يكتمل أي عقد من دون إعلانين أو ثلاثة من العلماء يدعون أن عملهم سيسمح قريباً للعلم بإعادة إنشاء العمليات التي تقلد الشمس. ستكون النتيجة النهائية توليد اندماج نووي نظيف ورخيص ومن شأنه أن يغير حياتنا.
كانت مثل هذه الإعلانات نادرة في الآونة الأخيرة، لذلك أعطتني توهجاً دافئاً لإدراك أن المعايير قد تعود إلى طبيعتها. من خلال نشر مجموعة من 192 ليزراً لقصف كريات نظائر الهيدروجين الديوتيريوم والتريتيوم، تمكن الباحثون في مرفق الإشعال الوطني الأمريكي (NIF) في ليفرمور، كاليفورنيا، من توليد درجات حرارة لا توجد إلا في النجوم والقنابل النووية الحرارية. ثم اندمجت النظائر في الهيليوم، ما أدى إلى إطلاق طاقة زائدة، حسبما أفادوا.
لقد كان حدثاً هاماً ولكنه لم يكن حدثاً كبيراً، على الرغم من أن هذا لم يمنع الحكومة الأمريكية وقطاعات من وسائل الإعلام العالمية من الانغماس في احتفال واسع النطاق حول إنجاز المختبر. فقد "تغلب الباحثون على عقبة رئيسية" للوصول إلى الاندماج المطلوب، كما تدفقت البي بي سي، في حين وصفت صحيفة وول ستريت جورنال الإنجاز بأنه اختراق قد يبشر بعصر طاقة نظيفة ورخيصة.
من المؤكد أن الاندماج النووي سيكون له تأثير مفيد على كوكبنا من خلال تحرير كميات هائلة من الطاقة دون توليد مستويات عالية من انبعاثات الكربون وسيكون بمثابة دفعة لا شك فيها في المعركة ضد تغير المناخ دفعة قد تغير قوانين اللعبة وتعطينا أملاً في كسب هذه المعركة.
المشكلة هي أن هذه الرؤى قد عُرضت علينا مرات عديدة من قبل. ففي عام 1958، كان السير جون كوككروفت قد ادعى أن مشروعه للانصهار زيتا سيوفر للعالم "إمداداً لا ينضب من الوقود". لكنه لم يفعل. وفي عام 1989، أعلن مارتن فليشمان وستانلي بونس أنهما حققا الاندماج باستخدام معدات معملية بسيطة، وهو العمل الذي احتل عناوين الصحف العالمية يومها ولكن لم يتم تكراره مطلقاً.
إلى هذه القائمة، يمكنك أيضاً إضافة المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (Iter)، وهو منشأة ضخمة يتم بناؤها في Saint-Paul-lès-Durance في بروفانس، بفرنسا، والتي كان من المفترض أن تحقق الاندماج بحلول عام 2023 ولكن تأخر إكمالها أكثر من 10 سنوات عن الموعد المحدد. إضافة إلى عشرات المليارات من الدولارات التي أضيفت إلى الميزانية.
في كل حالة، كان من المتوقع أن بناء أول محطات للاندماج النووي القابلة للتطبيق تجارياً سيكون على بعد عقد أو عقدين فقط على أبعد تقدير وسوف يغير حياتنا. لم تتحقق هذه الآمال أبداً وأدت إلى انتشار السخرية المرهقة بين المخترقين والعلماء. كما يمزحون الآن: "فيوجن على بعد 30 عاماً - وسيظل كذلك دائماً".
كان من الغريب بالنسبة إلى جنيفر جرانهولم، وزيرة الطاقة الأمريكية، أن تجادل بأن إنجاز الصندوق القومي الإسلامي كان "أحد أكثر الإنجازات العلمية إثارة للإعجاب في القرن الحادي والعشرين". هذا ادعاء يصعب تبريره لقرن شهد بالفعل اكتشاف بوزون هيغز، وابتكار لقاحات Covid-19 ، وإطلاق تلسكوب جيمس ويب وتفكيك الجينوم البشري. بالمقارنة، فإن حدث الاشتعال في NIF هو أشياء من الدرجة الثانية.
كان معظم العلماء حذرين في ردودهم على المبالغة في تضخيم "اختراق" NIF. إنهم يقبلون أن هذا الاختراق هو خطوة رئيسية قد تم اتخاذها نحو قوة الاندماج التجارية لكنهم يصرون على أن مثل هذه المصانع لا تزال أهدافاً بعيدة المنال. لا ينبغي أن يُنظر إليها على أنها منقذة محتملة سوف تخرجنا من أزمة الطاقة اليائسة التي نواجهها الآن - على الرغم من كل الادعاءات التي تم تقديمها الأسبوع الماضي.
لقد أوصلت البشرية نفسها إلى نقطة اللاعودة حيث يهدد اعتمادها الرهيب على الوقود الأحفوري بإحداث قفزة بمقدار درجتين مئويتين في درجات الحرارة العالمية مقارنة بماضينا قبل العصر الصناعي. وستشمل العواقب الفيضانات والحرائق وتفاقم العواصف وارتفاع مستوى سطح البحر وانتشار الأمراض وذوبان القمم الجليدية.
هنا كان العلماء واضحون. لن تصل قوة الاندماج في الوقت المناسب لإنقاذ العالم. قالت أنيقة خان، زميلة أبحاث في الاندماج النووي في جامعة مانشستر: ما زلنا بعيدين عن الاندماج التجاري ولا يمكن أن يساعدنا في أزمة المناخ الآن. هذا الرأي أيده توني رولستون، باحث الطاقة النووية في جامعة كامبريدج. حيث قال: هذه النتيجة من NIF هي بالتأكيد نجاح للعلم، لكنها لا تزال بعيدة جداً عن توفير طاقة نظيفة مفيدة وفيرة.
في الوقت الحاضر، هناك طريقتان رئيسيتان للاندماج النووي. تتضمن إحداهما حصر البلازما الساخنة في مجال مغناطيسي قوي. يتبع مفاعل Iter مثل هذا النهج. أما النهج الآخر - الذي تم اعتماده في منشأة NIF - يستخدم الليزر لتفجير كريات الديوتيريوم والتريتيوم ما يؤدي إلى انهيارها والاندماج في الهيليوم. في كلتا الحالتين، تحدث التفاعلات عند أكثر من 100 مليون درجة مئوية وتنطوي على صداع تكنولوجي كبير في السيطرة عليها.
لذلك لا يزال الاندماج تقنية طويلة الأجل، على الرغم من أن العديد من المستثمرين ورجال الأعمال الجدد - بما في ذلك بيل غيتس وجيف بيزوس - قد وجهوا اهتمامهم مؤخراً إلى هذا المجال، ما أثار الآمال في أن دفعة تجارية جديدة يمكن أن تنشط تطوير المصانع التجارية.
يجب الترحيب بهذه المدخلات الجديدة ولكن يجب أن نكون حازمين: لن يصل الاندماج في الوقت المناسب لإنقاذ الكوكب من تغير المناخ. توفر محطات الكهرباء التي تعمل بمصادر متجددة أو الانشطار النووي البدائل الوحيدة قصيرة المدى لتلك التي تحرق الوقود الأحفوري. نحن بحاجة إلى تعليق آمالنا على مصادر الطاقة هذه. قد يكتسب الاندماج مكانه في وقت لاحق من هذا القرن، لكن سيكون من غير المسؤول الاعتماد على مصدر طاقة سيستغرق عقدين آخرين على الأقل حتى يتحقق - في أحسن الأحوال.
- أسماء محمد
كانت تجربة الأسبوع الماضي التي حظيت بضجة واسعة في وسائل الإعلام المهتمة في الولايات المتحدة واعدة، لكنها ليست رصاصة سحرية لاحتياجاتنا من الطاقة. إن الكشف عن نجاح الباحثين في خلق تفاعل اندماج نووي ولّد طاقة أكثر مما يستهلك أثناء التجربة قد جعل القراءة مطمئنة الأسبوع الماضي.
منذ ما يقرب من نصف قرن، تم الإبلاغ عن قضايا علمية ولم يكتمل أي عقد من دون إعلانين أو ثلاثة من العلماء يدعون أن عملهم سيسمح قريباً للعلم بإعادة إنشاء العمليات التي تقلد الشمس. ستكون النتيجة النهائية توليد اندماج نووي نظيف ورخيص ومن شأنه أن يغير حياتنا.
كانت مثل هذه الإعلانات نادرة في الآونة الأخيرة، لذلك أعطتني توهجاً دافئاً لإدراك أن المعايير قد تعود إلى طبيعتها. من خلال نشر مجموعة من 192 ليزراً لقصف كريات نظائر الهيدروجين الديوتيريوم والتريتيوم، تمكن الباحثون في مرفق الإشعال الوطني الأمريكي (NIF) في ليفرمور، كاليفورنيا، من توليد درجات حرارة لا توجد إلا في النجوم والقنابل النووية الحرارية. ثم اندمجت النظائر في الهيليوم، ما أدى إلى إطلاق طاقة زائدة، حسبما أفادوا.
لقد كان حدثاً هاماً ولكنه لم يكن حدثاً كبيراً، على الرغم من أن هذا لم يمنع الحكومة الأمريكية وقطاعات من وسائل الإعلام العالمية من الانغماس في احتفال واسع النطاق حول إنجاز المختبر. فقد "تغلب الباحثون على عقبة رئيسية" للوصول إلى الاندماج المطلوب، كما تدفقت البي بي سي، في حين وصفت صحيفة وول ستريت جورنال الإنجاز بأنه اختراق قد يبشر بعصر طاقة نظيفة ورخيصة.
من المؤكد أن الاندماج النووي سيكون له تأثير مفيد على كوكبنا من خلال تحرير كميات هائلة من الطاقة دون توليد مستويات عالية من انبعاثات الكربون وسيكون بمثابة دفعة لا شك فيها في المعركة ضد تغير المناخ دفعة قد تغير قوانين اللعبة وتعطينا أملاً في كسب هذه المعركة.
المشكلة هي أن هذه الرؤى قد عُرضت علينا مرات عديدة من قبل. ففي عام 1958، كان السير جون كوككروفت قد ادعى أن مشروعه للانصهار زيتا سيوفر للعالم "إمداداً لا ينضب من الوقود". لكنه لم يفعل. وفي عام 1989، أعلن مارتن فليشمان وستانلي بونس أنهما حققا الاندماج باستخدام معدات معملية بسيطة، وهو العمل الذي احتل عناوين الصحف العالمية يومها ولكن لم يتم تكراره مطلقاً.
إلى هذه القائمة، يمكنك أيضاً إضافة المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (Iter)، وهو منشأة ضخمة يتم بناؤها في Saint-Paul-lès-Durance في بروفانس، بفرنسا، والتي كان من المفترض أن تحقق الاندماج بحلول عام 2023 ولكن تأخر إكمالها أكثر من 10 سنوات عن الموعد المحدد. إضافة إلى عشرات المليارات من الدولارات التي أضيفت إلى الميزانية.
في كل حالة، كان من المتوقع أن بناء أول محطات للاندماج النووي القابلة للتطبيق تجارياً سيكون على بعد عقد أو عقدين فقط على أبعد تقدير وسوف يغير حياتنا. لم تتحقق هذه الآمال أبداً وأدت إلى انتشار السخرية المرهقة بين المخترقين والعلماء. كما يمزحون الآن: "فيوجن على بعد 30 عاماً - وسيظل كذلك دائماً".
كان من الغريب بالنسبة إلى جنيفر جرانهولم، وزيرة الطاقة الأمريكية، أن تجادل بأن إنجاز الصندوق القومي الإسلامي كان "أحد أكثر الإنجازات العلمية إثارة للإعجاب في القرن الحادي والعشرين". هذا ادعاء يصعب تبريره لقرن شهد بالفعل اكتشاف بوزون هيغز، وابتكار لقاحات Covid-19 ، وإطلاق تلسكوب جيمس ويب وتفكيك الجينوم البشري. بالمقارنة، فإن حدث الاشتعال في NIF هو أشياء من الدرجة الثانية.
كان معظم العلماء حذرين في ردودهم على المبالغة في تضخيم "اختراق" NIF. إنهم يقبلون أن هذا الاختراق هو خطوة رئيسية قد تم اتخاذها نحو قوة الاندماج التجارية لكنهم يصرون على أن مثل هذه المصانع لا تزال أهدافاً بعيدة المنال. لا ينبغي أن يُنظر إليها على أنها منقذة محتملة سوف تخرجنا من أزمة الطاقة اليائسة التي نواجهها الآن - على الرغم من كل الادعاءات التي تم تقديمها الأسبوع الماضي.
لقد أوصلت البشرية نفسها إلى نقطة اللاعودة حيث يهدد اعتمادها الرهيب على الوقود الأحفوري بإحداث قفزة بمقدار درجتين مئويتين في درجات الحرارة العالمية مقارنة بماضينا قبل العصر الصناعي. وستشمل العواقب الفيضانات والحرائق وتفاقم العواصف وارتفاع مستوى سطح البحر وانتشار الأمراض وذوبان القمم الجليدية.
هنا كان العلماء واضحون. لن تصل قوة الاندماج في الوقت المناسب لإنقاذ العالم. قالت أنيقة خان، زميلة أبحاث في الاندماج النووي في جامعة مانشستر: ما زلنا بعيدين عن الاندماج التجاري ولا يمكن أن يساعدنا في أزمة المناخ الآن. هذا الرأي أيده توني رولستون، باحث الطاقة النووية في جامعة كامبريدج. حيث قال: هذه النتيجة من NIF هي بالتأكيد نجاح للعلم، لكنها لا تزال بعيدة جداً عن توفير طاقة نظيفة مفيدة وفيرة.
في الوقت الحاضر، هناك طريقتان رئيسيتان للاندماج النووي. تتضمن إحداهما حصر البلازما الساخنة في مجال مغناطيسي قوي. يتبع مفاعل Iter مثل هذا النهج. أما النهج الآخر - الذي تم اعتماده في منشأة NIF - يستخدم الليزر لتفجير كريات الديوتيريوم والتريتيوم ما يؤدي إلى انهيارها والاندماج في الهيليوم. في كلتا الحالتين، تحدث التفاعلات عند أكثر من 100 مليون درجة مئوية وتنطوي على صداع تكنولوجي كبير في السيطرة عليها.
لذلك لا يزال الاندماج تقنية طويلة الأجل، على الرغم من أن العديد من المستثمرين ورجال الأعمال الجدد - بما في ذلك بيل غيتس وجيف بيزوس - قد وجهوا اهتمامهم مؤخراً إلى هذا المجال، ما أثار الآمال في أن دفعة تجارية جديدة يمكن أن تنشط تطوير المصانع التجارية.
يجب الترحيب بهذه المدخلات الجديدة ولكن يجب أن نكون حازمين: لن يصل الاندماج في الوقت المناسب لإنقاذ الكوكب من تغير المناخ. توفر محطات الكهرباء التي تعمل بمصادر متجددة أو الانشطار النووي البدائل الوحيدة قصيرة المدى لتلك التي تحرق الوقود الأحفوري. نحن بحاجة إلى تعليق آمالنا على مصادر الطاقة هذه. قد يكتسب الاندماج مكانه في وقت لاحق من هذا القرن، لكن سيكون من غير المسؤول الاعتماد على مصدر طاقة سيستغرق عقدين آخرين على الأقل حتى يتحقق - في أحسن الأحوال.