متابعة | سوزان مصطفى
تستخدم محطات توليد الطاقة الإندماجية الحقول المغناطيسية لعقد كرة من الغاز الحامل للتيار (تسمى البلازما).
هذا يخلق شمس مصغرة تولد الطاقة من خلال الإندماج النووي
.ويستخدم مفهوم Compact Advanced Tokamak (CAT) نماذج فيزيائية حديثة لتحسين إنتاج طاقة الإندماج.
وتوضح النماذج أنّه من خلال التشكيل الدقيق للبلازما وتوزيع التيار في البلازما يمكن لمشغلي مصانع الإندماج قمع الدوامات المضطربة في البلازما.
.ويمكن أن تسبب هذه الدوامات فقدان الحرارة.وسيمكن هذا المشغلين من تحقيق ضغوط أعلى وطاقة اندماج بتيار أقل
.ويمكن أن يساعد هذا التقدم في تحقيق حالة حيث تحافظ البلازما على نفسها وتقود معظم تيارها.
وفي هذا النهج لمفاعلات tokomak يؤدي الأداء المحسن في تيار البلازما المنخفض إلى تقليل الإجهاد وأحمال الحرارة.
هذا يخفف من بعض التحديات الهندسية والمواد التي تواجه مصممي مصانع الإندماج.
ويزيد الضغط العالي أيضاً من التأثير حيث تولد حركة الجزيئات في البلازما التيار المطلوب بشكل طبيعي.
وهذا يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى أنظمة الدفع الحالية باهظة الثمن التي تستنزف ناتج الطاقة الكهربائية المحتمل لمصنع الإندماج.
كما أنّه يتيح تكويناً ثابتاً “يعمل دائماً”.
ويؤدي هذا النهج إلى النباتات التي تعاني من إجهاد أقل أثناء التشغيل مقارنة بالنهج النبضي المعتاد لطاقة الإندماج مما يتيح إنشاء محطات طاقة أصغر وأقل تكلفة.
وخلال العام الماضي أصدرت اللجنة الإستشارية لعلوم الطاقة الإندماجية التابعة لوزارة الطاقة (DOE)
والأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب خرائط طريق تدعو إلى التطوير القوي لطاقة الإندماج في الولايات المتحدة
.ويعتقد الباحثون أنّ تحقيق هذا الهدف يتطلب تطوير مناهج أكثر كفاءة وإقتصادية لتوليد طاقة الإندماج مما هو موجود حالياً.
وطور النهج المستخدم لإنشاء مفهوم CAT عمليات محاكاة مفاعل جديدة تستفيد من أحدث فهم فيزيائي للبلازمالتحسين الأداء
.وجمع الباحثون بين أحدث النظريات التي تم التحقق من صحتها في DIII-D National Fusion Facility
مع الحوسبة المتطورة بإستخدام حاسوب Cori الفائق في المركز الوطني للحوسبة العلمية لأبحاث الطاقة
.وحددت هذه المحاكاة مساراً لمفهوم يمكّن تكويناً عالي الأداء ومستداماً ذاتياً إلى حد كبير
يحتفظ بالطاقة بشكل أكثر كفاءة من التكوينات النبضية النموذجية مما يسمح ببنائها على نطاق وتكلفة منخفضة.
