كيف لضربات مطرقة متناسقة أن تولد انصهارا نوويا.

يعتمد مستقبلنا الطاقي على الانصهار النووي، كما يقول ميشيل لابيرج. يدير فيزيائي البلازما شركة صغيرة تحمل فكرة كبيرة عن نوع جديد من المفاعلات النووية يمكنها أن تنتج طاقة نظيفة ورخيصة. وصفته السرية؟ سرعات فائقة، درجات حرارة حارقة ودرجات ضغط ساحقة. في هذه المحادثة المتفائلة يشرح لنا كيف أن الانصهار النووي قد يكون على مرمى حجر منا.

واو. هذا ساطع.

ربما تطلب هذا الكثير من الطاقة.

حسنا، ربما كلف قدومكم إلى هنا بالطائرة

شيئا من الطاقة أيضا.

وبالتالي فالكوكب كله يحتاج
إلى الكثير من الطاقة،

وإلى حد الساعة كنا نستعمل بالأساس
الوقود الأحفوري.

كنا نحرق الغاز.

كانت انطلاقة جيدة.

أوصلتنا إلى حيث نحن الآن،
لكن علينا أن نتوقف.

لا يمكننا الاستمرار بهذا الأمر بعد الآن.

لذا فإننا نجرب أنواعا جديدة من الطاقة الآن،

الطاقة البديلة،

لكنه تبين أنه من الصعب إيجاد شيء

مناسب وفعال من حيث التكلفة

كالنفط والغاز والفحم.

لكن الطاقة النووية هي المفضلة لدي.

فهي طاقة غنية جدا،

وتنتج قوة متينة يمكن الاعتماد عليها،

ولاتنتج ثاني أكسيد الكربون.

لدينا علم بطريقتين

لإنتاج الطاقة النووية: الانشطار والانصهار.

بالنسبة للانشطار، تأخذ ذرة كبيرة،

وتقسمها إلى أجزاء، إلى جزأين،

لتنتج طاقة كبيرة جدا،

هكذا تعمل المفاعلات النووية اليوم.

إنها تعمل بشكل جيد.

وهناك أيضا الانصهار.

يروقني الانصهار، فهو أفضل بكثير.

تأخذ ذرتين صغيرتين،

تأخذ ذرتين صغيرتين، تجَمِّعهما،
تحصل على الهيليوم،

هذا أمر جميل جدا.

وينتج الكثير من الطاقة.

هذه هي الطريقة الطبيعية لإنتاج الطاقة.

تعمل الشمس وكل النجوم في الكون

على مبدأ الانصهار.

سيكون إنشاء مصنع للانصهار

ذا تكلفة فعالة في الواقع

وسيكون آمنا أيضا.

ستتنتج بعضا من النفايات المشعة
على المدى القصير فقط،

التي لا يمكنها أن تنصهر.

الآن، مصدر الوقود المستعمل
في الانصهار هو المحيط.

يمكنك استخلاص الوقود من المحيط،

بتكلفة جزء من الألف من السنت

للكيلوواط/للساعة، لهذا فهو رخيص جدا.

إذا كان الكوكب يعمل بمبدأ الانصهار،

كنا لنستخلص الوقود من المحيط.

وكان هذا ليكفينا لملايير السنين.

الآن، إذا كان الانصهار عظيما لهذا الحد،
لماذا لا نستعمله؟

أين هو؟

حسنا، هناك دائما شيء من الإثارة،

الانصهار شيء يصعب القيام به.

حيث أن المشكل هما هاتان الذرتان،

فكلتاهما تحملان شحنات إيجابية،

ولا تريدان أن تنصهرا.

تكونان بهذا الشكل، ثم بهذا الشكل.

ولكي تجعلهما تنصهران،

عليك أن تلقيهما الواحدة
على الأخرى بسرعة عظيمة،

وإن كانت سرعتهما كافية،

فإنهما ستتنافران،

تتلامسان، ثم تنتنجان الطاقة.

الآن، تمثل سرعة الجسيمات

مقياسا للحرارة.

لذا فالحرارة اللازمة للانصهار

هي 150 مليار درجة.

لابد أن هذا يبدو دافئا،

ولهذا السبب فالانصهار أمر يصعب فعله.

جاء اهتمامي بالانصهار

عندما كنت أحضر شهادة الدكتوراه هنا
في جامعة بريتييش كولومبيا،

بعدها حصلت على عمل جيد
في شركة طابعات بالليزر

تنتج طابعات في مجال الطباعة.

عملت هناك لمدة 10 سنوات،

شعرت بالملل بعض الشيء،

بعدها وصلت سن الأربعين،
و أصبت بأزمة منتصف العمر،

بدأت أطرح الأسئلة المعهودة:

من أنا؟ ما الذي علي فعله؟

ما الذي علي فعله؟ ما الذي أستطيع القيام به؟

بعدها نظرت إلى كل العمل الجيد الذي قمت به،

ما كنت أقوم به هو أنني كنت أقطع أشجار الغابات

في الجوار، بريتيش كولومبيا،

وكنت أقوم بدفنكم، جميعكم،

في ملايين الأطنان من البريد غير المرغوب فيه.

هذا ليس عملا مرضيا جدا.

لذا فالبعض قد يشتري سيارة بورش.

ويتخذ البعض عشيقات.

لكنني قررت أن أستغل حالتي

في حل مشكل الاحتباس الحراري، وتحقيق الانصهار.

كان أول شيء أقوم به،

هو أن أنظر في الكتب لأرى

كيف يعمل مبدأ الانصهار؟

كان الفيزيائيون يشتغلون على الانصهار
منذ بعض الوقت،

وكانت إحدى الطرق التي يستعملونها

أمرا يسمونه "توكاماك".

وهي حلقة كبيرة من لفائف مغناطيسية،

لفائف فائقة التوصيل،

تجعل المجال المغناطيسي

في حلقة كهذه،

يتوسطها غاز ساخن،

يدعى البلازما، وهو محاصر بداخلها.

تدور الجسيمات تدور و تدور،

حول الدائرة

فتلقي كمية كبيرة من الحرارة هناك

لتحاول طبخ لتصل إلى حرارة الانصهار.

إذا هذا هو وسط هذه الكعكة،

وعلى الجانب الأيمن، يمكن أن ترى

انصهار البلازما هناك.

الآن الطريقة الثانية لفعل هذا،

هي استعمال الانصهار بالليزر.

بالنسبة لانصهار بالليزر،
تكون لديك كرة الطاولة

تضع وقود الانصهار في مركزه،

وتطلق موجة من الليزر حوله.

موجات الليزر قوية جدا فهي تسحق

كرة الطاولة بشكل فائق السرعة.

وإذا ضغطت على شيء بما يكفي من قوة،

تزداد حرارته،

وإذا ازدادت سرعته بشكل كبير،

إذ يستطيعون القيام بهذا في جزء من المليار من الثانية،

يمكنه إنتاج طاقة وحرارة كافيتين

لإحداث الانصهار.

حسنا، هنا يبدو ما بداخل آلة كهذه.

هنا يبدو شعاع الليزر والكريات

بالمركز.

يعتقد العديد من الناس أنه لا مغزى
من عملية الانصهار.

دائما ما يعتقدون أن الفيزيائيين يعملون في مختبراتهم

بجد، لكن دون جدوى.

لكن هذا غير صحيح في الواقع.

هذا هو منحنى الناتج الخاص بالانصهار

في غضون الثلاثين سنة الماضية،

ويمكنكم أن تروا أننا نقوم الآن

بعمليات انصهار أكثر ب 1000 مرة
مما كنا نقوم به

عندما بدأنا.

وهذا يعد تقدما جيدا.

وفي الواقع، فالأمر أسرع من

قانون مور الأسطوري

الذي حدد عدد الترانزيستورات

التي يمكن وضعها داخل رقاقة.

الآن، هذه النقطة هنا تسمى "جيت"

الطارة الأوروبية المشتركة.

وهي أكبر دائرة توكماك في أوروبا،

وقد أنتجت هذه الآلة سنة 1997

16 ميغاوات من الطاقة الانصهارية

مع 17 ميغاوات من الحرارة.

ربما تقولون، هذا ليس استعمالا كافيا،

لكنه أقرب ما يكون إلى ذلك،

إذا أخذنا بعين الاعتبار أننا حصلنا

على 10000 ضعف مما كنا عليه عندما بدأنا.

النقطة الثانية هي "نيف".

وهي منشأة الإشعال الوطنية.

وهي آلة ليزر ضخمة
في الولايات المتحدة،

وقد أعلنوا خلال الشهر المنصرم

بشكل كبير

أنهم استطاعوا إنتاج طاقة انصهارية أكثر

من الانصهار

أكثر من الطاقة التي يضعونها
في مركز كرة الطاولة.

الآن، هذا ليس جيدا بما يكفي،

لأن ذلك الليزر الذي تضع تلك الطاقة داخله

كان أكثر طاقة من ذلك،

لكنه كان جيدا.

الآن لدينا "إيتير".

تنطق بالفرنسية : إي- تيغ.

إذن فهذا تعاون كبير بين دول مختلفة

لبناء دائرة مغناطيسية ضخمة

بجنوب فرنسا،

وهذا الجهاز، حين يتم الانتهاء من إنجازه،

سينتج 500 ميغاوات من الطاقة الانصهارية

باستخدام 50 ميغاوات فقط.

إذن فهذا مثال حقيقي.

وسيكون ناجحا.

وهذا هو نوع الأجهزة التي تنتج الطاقة.

الآن، حينما تنظرون إلى المنحنى ستلاحظون

أن هاتين الدائرتين توجدان شيئا ما

على يمين المنحنى.

لقد تراجعنا نوعا ما عن التقدم.

وفي الواقع، فإن العلم الذي يمكن من صنع هذه الأجهزة

جاء في الوقت المناسب

لينتج الانصهار الذي نراه على المنحنى.

لكن بالمقابل، كانت هناك بعض الحساسيات،

ولم تكن هناك الرغبة الكافية للقيام بهذا الأمر،

لذلك انحرف المنحنى نحو اليمين.

كان بإمكان "إيتر" مثلا أن تكون جاهزة

بين سنة 2000 و 2005،

ولكن بسبب التعاون الدولي الكبير،

تدخلت السياسة في الأمر، وتم تأجيله قليلا.

على سبيل المثال، تطلب الأمر منهم 3 سنوات

ليقررو مكان بنائه.

غالبا ما يتم انتقاد الانصهار

على أنه غالي التكلفة نوعا ما.

نعم، لقد كلف

مليار دولار إلى ميلياري دولار في السنة

لإحراز هذا التقدم.

لكن عليكم أن تقارنوا هذا مع تكلفة

قانون مور.

تلك التكلفة كانت أكبر بكثير.

نتيجة قانون مور

هي هذا الهاتف الخليوي الذي بجيبي.

هذا الهاتف والانترنت التي وراءه،

يكلفان تريليون دولار،

فقط لأخذ صورة لنفسي (سلفي)

وأرفعها على الفايسبوك.

وبالتالي حين يراها والدي،

سيكون فخورا جدا.

أنفقنا كذلك حوالي 650 مليار دولار في السنة

كدعم حكومي للنفط والغاز

والطاقة المتجددة.

والآن نحن ننفق نصفا في المئة من هذا
على عملية الانصهار.

لذا فبالنسبة لي فإن تكلفته غير عالية جدا.

بل أعتقد أن هذا لم يكن عدلا،

إذا اعتبرنا أنه يمكنه أن يحل مشاكلنا الطاقية

بطريقة نظيفة خلال بضع ملايير السنين المقبلة.

يمكنني أن أقول الآن، لكن بشيء من الانحياز،

لأنني قد أنشأت شركة تعنى بالانصهار

لكن ليس لدي حساب على الفايسبوك.

لذا فحين بدأت شركة الانصهار هذه سنة 2002،

كنت أعلم أنني لايمكن أن أتنافس مع هؤلاء الكبار.

لأنه كانت لديهم موارد أكثر مما كان لدي.

لذا قررت أنه على أن أجد حلا

رخيصا وسريعا.

الآن أجهزة الانصهار المغناطيسي وبالليزر

هي أجهزة جيدة جدا.

فهي قطع تيكنولوجية مذهلة،

أجهزة رائعة، أثبتت

أن الانصهار أمر ممكن.

لكن كمصانع للطاقة،

لا أعتقد أنها جيدة جدا.

لأنها كبيرة جدا، ومعقدة جدا

ومكلفة جدا،

ولكن لأنها أيضا لا تتوافق جيدا

مع طاقة الانصهار.

عندما تُحدِثُ الانصهار، فإن الطاقة تخرج

على شكل نترونات، والنترونات السريعة
تنبثق من البلازما.

ترتطم هذه النترونات مع جدار الجهاز.

فتلحق ضررا به.

أيضا، عليك أن تلتقط الحرارة المنبعثة
من النترونات

وتجعل بعض البخار يدور داخل الحلقة في مكان ما،

وبخصوص هذه الأجهزة،

فقد جاءت هذه الفكرة متأخرة.

لذا فقد قررت أنه لابد أن هناك طريقة
أفضل للقيام بهذا.

عدت إلى الكتب،

وقرأت عن الانصهار في كل مكان.

طريقة واحدة بالذات أثارت اهتمامي،

تدعى: الانصهار ذو الهدف الممغنط،

باختصار : إم.تي.إف. MTF.

الآن في الMTF ما تفعله

هو أنك تأخذ وعاء كبيرا،

وتملؤه بسائل معدني،

وتدير السائل المعدني

حتى تحدث دوامة في الوسط،

كما لو كان حوض حمامك.

عندما تفتح فتحة الحوض، تحدث شيئا كالدوامة.

بعدها لديك مكابس تعمل بالضغط

الذي يخرج نحو الخارج،

مما يضغط المعدن السائل

حول البلازما، فتضغطه كذلك،

فيصبح أكثر حرارة كالليزر،

فتحدث بعدها انصهارا.

إذن فهذا خليط من

انصهار ممغنط

انصهار بالليزر.

ولهذا بعض من المزايا الجيدة.

فالسائل المعدني يمتص كل النترونات

وبالتالي لا يمكن للنترونات
أن تصطدم بالجدار،

وكنتيجة لهذا لا تصاب الأجهزة بالضرر.

تزداد سخونة السائل المعدني،

وبالتالي يمكنك ضخ هذا داخل مبدل حراري،

إحداث بخار، وتدويره داخل الحلقة.

وهذه طريقة مناسبة للقيام

بهذا الجزء من العملية.

وأخيرا كل الطاقة التي تحدث الانصهار

تأتي من مكابس تعمل بالطاقة البخارية،

مما يجعلها أرخص من الليزر

أو من اللفائف فائقة التوصيل.

الآن كل هذا كان جيدا جدا،

باستثناء مشكلة واحدة: أنه لم يعمل.

(ضحك)

هناك دائما بعض من الإثارة،

إذا حينما تضغط على هذا،

تبرد البلازما

أسرع من سرعة الضغط،

لذا فأنت تحاول ضغطه،

لكن البلازما تبرد وتبرد وتبرد

وبعدها لا تفعل شيئا على الإطلاق.

لذا حينما رأيت هذا، قلت، حسنا، هذا عيب،

لأنها فكرة رائعة فعلا.

آمل أن يتحسن أدائي في هذا الصدد.

فكرت في الأمر لبرهة،

فقلت، حسنا، كيف لنا أن نجعل
هذا يعمل بشكل أفضل؟

حينها فكرت في النتائج.

ماذا لو استعملنا مطرقة كبيرة

وجعلناها تتأرجح لتطرق المسمار هكذا،

عوض وضع المطرقة على المسمار

ودفعها ومحاولة وضعها مجددا؟
هذا لن ينجح.

إذن فالفكرة هنا

هي استعمال فكرة التأثير.

لذا نزيد من سرعة المكابس بالبخار،

مما يتطلب بعض الوقت،

بعدها، فجأة! تضرب المكبس،

بعدها: باف!
تُخلقُ الطاقة لحظيا،

لتصل لحظيا إلى السائل،

الذي يضغط البلازما بسرعة أكبر.

فقررت، حسنا، هذا جيد، لنقم بتطبيقه.

فصنعنا هذا الجهاز في هذا المرأب هنا.

صنعنا جهازا صغيرا

واستطعنا إخراج

بعض النترونات منه،

هذه هي النترونات التسويقية الخاصة بي،

وبهذه النترونات التسويقية،

استطعت جمع 50 مليون دولار،

ووظفت 65 شخصا، هذا هو فريقي هنا.

وهذا ما نريد إنشاءه.

سيكون جهازا كبيرا،

بقطر يناهز الثلاثة أمتار،

مع رصاص سائل يدور بداخله،

ودوامة كبيرة في مركزه،

نضع البلازما في الأعلى و الأسفل،

مكابس قوية على الجوانب،

فجأة ! يحصل ضغط عليها،

فتخلق بعض الطاقة،

فيخرج النترون في السائل المعدني،

في طريقه إلى محرك البخار وتشغيل الحلقة

فيعود بعض من البخار

ليشعل المكبس.

سيكون علينا أن نقوم بهذه العملية
مرة في الثانية،

لتنتج لنا 100 ميغاوات من الطاقة الكهربائية.

حسنا، أنشأنا أيضا هذا الحاقن،

ينتج لنا هذا الحاقن البلازما التي نبدأ بها عملنا.

ينتج البلازما بحرارة

خفيفة تناهز 3 ملايين درجة.

لكن مع الأسف، فإنها لا تظل متقدة لمدة كافية،

لذا علينا أن نطيل حياة البلازما قليلا،

لكن في الشهر المنصرم تحسن الأمر كثيرا،

إذ أعتقد أننا نتوفر على بلازما مضغوطة الآن.

بعدها أنشأنا فضاء، بهذا الحجم،

مع وجود 14 مكبسا حوله،

وهذا ما سيضغط على السائل.

لكن بالمقابل، من الصعب ضغط البلازما.

حين تضغطها،

فهي تميل إلى الالتواء كما يبدو هنا،

لذا تحتاج إلى ضبط توقيت المكبس

بشكل جيد،

وللقيام بهذا نستعمل العديد من أنظمة التحكم،

الأمر الذي لم يكن ممكنا في السبعينات،

لكننا نستطيع فعل هذا الآن

باستعمال إلكترونيات جديدة وجميلة.

وفي النهاية، يعتقد معظم الناس أن الانصهار

سيكون في المستقبل ولا يمكنه أن يتحقق أبدا،

لكن واقع الأمر يقول أن عهد الانصهار بات قريبا.

بل نحن على وشك الوصول إليه.

أثبتت المختبرات الكبرى أن الانصهار أمر ممكن،

وهناك شركات صغرى تفكر في هذا الأمر الآن،

وهم يقولون أنها ليست مسألة
عدم إمكانية القيام به،

بل كيف يمكننا جعله ذا تكلفة فعالة.

"جنرال فيوجن" هي إحدى هذه الشركات الصغرى،

وآمل قريبا، بأن يقوم أحدهم

بفك أسرار الانصهار،

وربما سيكون هذا من نصيب "جنرال فيوجن".

شكرا جزيلا لكم.

(تصفيق)