أعلنت الصين نجاح اختبار أكبر مغناطيس فائق التوصيل في العالم مخصص لمفاعلات الاندماج النووي، في خطوة تُعد إنجازا مهما على طريق تطوير مفاعلات قادرة على إنتاج طاقة نظيفة ومستدامة من خلال احتواء البلازما فائقة السخونة داخل مجال مغناطيسي قوي.
وجاء الإعلان بعد اجتياز المغناطيس اختبارات شاملة أجرتها لجنة من الخبراء، وفقا لما أعلنته الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS).
أكبر مغناطيس فائق التوصيل في العالم
طوّر المغناطيس معهد فيزياء البلازما في مدينة خفي الصينية ضمن برنامج وطني يهدف إلى إنشاء أكبر منظومة مغناطيسية فائقة التوصيل لمفاعلات الاندماج النووي.
ويتميز المغناطيس بمواصفات ضخمة، إذ يبلغ:
الطول: 21 مترا.
العرض: 12 مترا.
الارتفاع: 3.3 متر.
الوزن: 582 طنًا متريا.
وأوضح الباحثون أن حجمه يزيد بنحو 30% مقارنة بمغناطيس TF المستخدم في المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER)، كما أن قدرته على تخزين الطاقة تبلغ ثلاثة أضعاف نظيره المستخدم في المشروع الدولي.
دور أساسي في احتواء البلازما
يُعد المغناطيس الحلقي فائق التوصيل (Toroidal Superconducting Magnet) أحد أهم مكونات مفاعل الاندماج النووي، إذ يتولى توليد مجال مغناطيسي قوي يحافظ على استقرار البلازما، وهي مادة شديدة السخونة تصل حرارتها إلى مئات الملايين من الدرجات المئوية، أي أعلى من درجة حرارة لب الشمس.
وتمنع هذه المجالات المغناطيسية البلازما من ملامسة الجدران الداخلية للمفاعل، مما يقلل فقدان الطاقة ويحمي المفاعل من تأثير الجسيمات عالية الطاقة.
كما صُمم المغناطيس للعمل بشكل مستقر لمدة تصل إلى 60 عاما، رغم تعرضه لظروف تشغيل قاسية تشمل:
درجات حرارة شديدة الانخفاض.
تيارات كهربائية مرتفعة.
مستويات عالية من الإشعاع.
أحمال تشغيل كبيرة.
نجاح اختبار الملف المركزي فائق التوصيل
إلى جانب المغناطيس الحلقي، أعلن الباحثون نجاح اختبار الملف اللولبي المركزي فائق التوصيل عالي الحرارة، وهو عنصر رئيسي آخر في منظومة المفاعل.
وأوضح الفريق أن الجهاز حقق مؤشرات أداء متقدمة، من أبرزها:
قدرة مستقرة على تمرير تيار كهربائي يبلغ 60 كيلو أمبير.
سعة لتخزين الطاقة تصل إلى 6.03 ميغاجول.
معدل تغير للمجال المغناطيسي يبلغ 5.1 تسلا في الثانية.
مقاومة وصلات مشتركة منخفضة بلغت 0.87 نانو أوم.
ويرى الباحثون أن هذه النتائج تضع المنظومة ضمن المستويات العالمية الرائدة في تقنيات المغناطيسات فائقة التوصيل.
خطوة نحو إنتاج طاقة نظيفة
يؤكد فريق التطوير أن الإنجازات المتتالية في تصنيع المكونات الرئيسية للمغناطيسات فائقة التوصيل تعزز الأساس العلمي والهندسي لبناء مفاعلات اندماج نووي عملية.
ويُنظر إلى الاندماج النووي على أنه أحد أكثر مصادر الطاقة الواعدة في المستقبل، لأنه يهدف إلى إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء مع انبعاثات كربونية محدودة ونفايات مشعة أقل مقارنة بالمفاعلات النووية التقليدية، إلا أن هذه التقنية لا تزال قيد التطوير ولم تدخل مرحلة الاستخدام التجاري حتى الآن.