الصين تختبر أكبر مغناطيس فائق التوصيل في العالم: "شمس اصطناعية" تزن 582 طناً تقترب من تحقيق حلم الاندماج النووي

المواصفات القياسية للمغناطيس العملاق

المغناطيس الحلقي الجديد، الذي يأخذ شكل الحرف D، هو أكبر وأقوى مغناطيس يُصنع على الإطلاق لجهاز اندماج نووي. إليكم أبرز مواصفاته :

• الوزن: 582 طناً مترياً
• الأبعاد: طول 21 متراً، وعرض 12 متراً، وارتفاع 3.3 أمتار
• التيار الكهربائي: حمل تياراً مستقراً قدره 60 كيلو أمبير أثناء الاختبار
• الطاقة المخزنة: 6.03 ميغا جول لكل ملف أثناء الاختبار
• قوة المجال المغناطيسي: حوالي 6.5 تسلا (Tesla)، أي ما يعادل ضعفين إلى أربعة أضعاف قوة جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) في المستشفيات
• احتجاز البلازما: مصمم لاحتجاز بلازما تزيد حرارتها عن 100 مليون درجة مئوية، أي حوالي ستة أضعاف حرارة قلب الشمس
• العمر الافتراضي: مصمم لحوالي 40,000 نبضة بلازما

كيف يتفوق على مفاعل ITER الدولي؟

يتفوق المغناطيس الصيني الجديد على نظيره المستخدم في مفاعل ITER الدولي (المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي) في نقطتين رئيسيتين :

• الحجم: يمتلك حجماً أكبر بنسبة 30% من مغناطيس ITER
• الطاقة المخزنة: يخزن طاقة تبلغ ثلاثة أضعاف طاقة مغناطيسات ITER المماثلة

مع ذلك، يبقى مفاعل ITER أكبر حجماً بشكل عام (نصف قطره الرئيسي حوالي 6.2 متر مقابل 3.6 متر لمفاعل BEST) . ليس مفاعل BEST منافساً كاملاً لـ ITER؛ بل هو مصمم ليكون أكبر مفاعل توكاماك (Tokamak) عامل في العالم باستخدام الديوتيريوم والتريتيوم قبل دخول ITER إلى الخدمة، ليعمل كجسر بين مفاعل EAST الصيني الحالي ومفاعل CFETR الأكبر بكثير .

المكون الثاني الرئيسي: الملف اللولبي المركزي

إلى جانب المغناطيس الحلقي، نجحت الصين أيضاً في اختبار ملف لولبي مركزي (Central Solenoid) يُستخدم كـ"قداحة" للمفاعل . هذا المكون حاسم في تحفيز واستمرار تيار البلازما داخل الجهاز. صرح الباحثون في ASIPP بأن "الملف اللولبي المركزي يحدد بشكل مباشر ما إذا كان بإمكان جهاز الاندماج الخاص بنا البدء والاستمرار في العمل" .

ست سنوات من التطوير المحلي

تم تطوير المغناطيسين ضمن مشروع CRAFT الصيني (المنشأة البحثية الشاملة لتكنولوجيا الاندماج)، وهو مشروع وطني ضخم للعلوم والتكنولوجيا في خفي . ومن التفاصيل المهمة:

• استغرق التطوير حوالي ست سنوات
• استخدم المغناطيس مواد فائقة التوصيل وتصاميم هيكلية وعمليات تصنيع محلية الصنع بالكامل، حيث حققت جميع التقنيات الأساسية إنتاجاً محلياً 100%
• تم بناء منشأة CRAFT خصيصاً لتطوير واختبار مكونات مفاعلات الاندماج النووي بالحجم الكامل قبل تركيبها في BEST

الجدول الزمني: مفاعل BEST وأهداف توليد الكهرباء

وضعت الصين جدولاً زمنياً طموحاً لبرنامج الاندماج النووي:

• بناء مفاعل BEST: بدأ في 30 يونيو 2023، ومن المتوقع الانتهاء منه بحلول نهاية عام 2027
• أول بلازما: متوقعة في أواخر عام 2027
• أول كهرباء من الاندماج: تهدف الصين إلى إثبات توليد أول كهرباء من الاندماج النووي (غالباً ما توصف بإضاءة "أول مصباح يعمل بالطاقة الاندماجية") بحلول عام 2030
• ما بعد BEST: المفاعل الأكبر CFETR من المتوقع تشغيله بحلول عام 2030، مع استهداف دمج محطات طاقة اندماجية تجارية في الشبكة الكهربائية في العقود التالية

وفقاً لمجلة الإيكونوميست (The Economist)، فإن هذا الجدول الزمني يضع الصين متقدمة بنحو عقد كامل على الدول الأخرى في السباق نحو تحقيق حلم الطاقة الاندماجية .