إيف هنا. تكنولوجيا الاندماج النووي تفوق راتبي. ومع ذلك، بافتراض أن الحضارة الإنسانية تمكنت من السيطرة على تغير المناخ بدرجة كافية لضمان استمرار أنماط الحياة الحديثة، وهو افتراض موضع شك كبير، يبدو أن الطاقة النووية ستشكل جزءًا كبيرًا من إمدادات الطاقة الأساسية نظرًا لزيادة الاعتماد على الطاقة الشمسية وطاقة الرياح المتغيرة. . على الرغم من أن هذا المقال يروج للإنجازات المعلنة لشركة صينية واحدة، فإنه ليس من المصلحة الطبيعية لمنافذ الأعمال الغربية أن تروج لذلك في غياب بعض المضمون على الأقل لهذه الادعاءات.
ومع ذلك، هناك أيضًا سؤال حول المدة التي سيستغرقها تسويق هذا التقدم تجاريًا. ما فهمته هو أن الأمر سيستغرق عادةً 20 عامًا. ومع ذلك، لا تزال الصين تستخدم الكهرباء المولدة بالفحم بكثافة، وبالتالي فإن لديها الحافز لتسريع الجدول الزمني بشكل كبير. لكن هل لديهم الوسائل؟
تم تشجيع عمليات التحقق من سلامة القارئ.
بقلم أليكس كيماني، كاتب مالي مخضرم ومستثمر ومهندس وباحث في موقع Safehaven.com. نشرت أصلا في OilPrice
- منذ ما يقرب من عقدين من الزمن، كانت آمال العالم في بناء محطة اندماج نووي عملية تعتمد على المفاعل التجريبي النووي الحراري الدولي ومقره فرنسا.
- وقد تجاوزت تكاليف مشروع ITER 20 مليار يورو (21.8 مليار دولار أميركي)، أي أكثر من أربعة أضعاف الميزانية الأصلية البالغة 5 مليار يورو.
- أكملت شركة Energy Singularity ومقرها شانغهاي بشكل فعال التحقق من الجدوى الهندسية للموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية لجهاز توكاماك Honghuang 70 (HH70).
لقد مرت سبعة عقود منذ أن بدأ العلماء العمل على تكنولوجيا الاندماج النووي، حيث أثبتت جاذبية الطاقة النظيفة التي لا حدود لها تقريبًا أنها قوية جدًا بحيث لا يمكن مقاومتها. ولكن من المؤسف أن المعالم الرئيسية تراجعت مراراً وتكراراً، الأمر الذي أدى إلى ظهور النكتة المتداولة التي تقول إن إنشاء محطة عملية لتوليد الطاقة بالاندماج النووي قد يستغرق عقوداً من الزمن، إن لم يكن قروناً.
على مدار ما يقرب من عقدين من الزمن، كانت آمال العالم في بناء محطة عملية للاندماج النووي معلقة على مقرها في فرنسا المفاعل التجريبي النووي الحراري الدولي (ITER)، تموله وتديره سبع دول أعضاء منذ عام 2006. مثل العديد من مشاريع الطاقة النووية، خضع ITER للتدقيق بسبب التأخير المتكرر والتجاوزات الهائلة في التكاليف. بالفعل، تشارلز سيف، مدير معهد آرثر إل. كارتر للصحافة في جامعة نيويورك، رفع دعوى قضائية ضد ITER مؤخرًا بسبب الافتقار إلى الشفافية.
ووفقاً لسيف، تجاوزت تكاليف مشروع ITER 20 مليار يورو (21.8 مليار دولار أميركي)، أي أكثر من أربعة أضعاف الميزانية الأصلية البالغة 5 مليار يورو (5.5 مليار دولار آنذاك) ومتأخرة ما يقرب من عقد من الزمان عن تاريخ تسليمها في عام 2016.
ولكن الآن، قد يكون لدى قطاع الاندماج أخيرًا ما يُظهره للعالم رغم كل مشاكله، وذلك بفضل إنجاز كبير حققته شركة صينية ناشئة. مقرها شنغهاي تفرد الطاقة أكملت بشكل فعال التحقق من الجدوى الهندسية للموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية لجهاز توكاماك Honghuang 70 (HH70)، مما يمنح الصين ميزة الريادة في المجال الحرج للاندماج الحبس المغناطيسي فائق التوصيل في درجات الحرارة العالية. كما أصبحت شركة Energy Singularity أول شركة تجارية في العالم تقوم ببناء وتشغيل توكاماك فائق التوصيل.
“بدأت أعمال تصميم الجهاز في مارس 2022، وتم الانتهاء من التثبيت الشامل بحلول نهاية فبراير من هذا العام، مسجلاً أسرع رقم قياسي لأبحاث وبناء أجهزة توكاماك فائقة التوصيل في جميع أنحاء العالم”، قال يانغ تشاو، الرئيس التنفيذي لشركة Energy Singularity. ، كشف.
إذًا، كيف تمكنت هذه الشركة الصينية غير المعروفة من تحقيق ما فشل مشروع ITER في تحقيقه خلال ما يقرب من عقدين من الزمن؟
وفقًا ليانغ، فإن استخدام مواد فائقة التوصيل ذات درجة حرارة عالية يمكن أن يقلل حجم الجهاز إلى حوالي 2 بالمائة من حجم الأجهزة التقليدية فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة المنخفضة، مما يسمح بتقصير فترة بناء الجهاز من ~ 30 عامًا إلى 3-4 سنوات فقط. سنين.
وفقًا ليانغ، تمتلك الشركة حقوق ملكية فكرية مستقلة لجهاز HH70، بمعدل تدجين يزيد عن 96 بالمائة، مضيفًا أن جميع الأنظمة المغناطيسية للجهاز مصنوعة باستخدام مواد فائقة التوصيل تتحمل درجات الحرارة العالية. على الرغم من نجاحها الجدير بالثناء، إلا أن شركة Energy Singularity لا ترتكز على أمجادها، حيث كشف يانغ عن خطط الشركة لإكمال الجيل التالي من جهاز توكاماك فائق التوصيل ذو المجال المغناطيسي العالي ودرجة الحرارة العالية والذي يطلق عليه اسم HH170 مع اكتساب طاقة مكافئ للديوتيريوم والتريتيوم (Q) أكبر من 10 بحلول عام 2027. في لغة الاندماج، تعكس قيمة Q كفاءة استخدام الطاقة في مفاعل الاندماج، أي نسبة الطاقة التي يولدها الجهاز إلى مدخلات الطاقة المطلوبة للحفاظ على تفاعل الاندماج. وتعني قيم Q الأكبر من 1 أن المفاعل يولد طاقة أكثر مما يستهلكه، وهو ما تحاول أبحاث الاندماج تحقيقه في مفاعل تجاري منذ عقود. حاليًا، أعظم عامل Q حققه العلماء هو 1.53 فقط.
تصميم المفاعلات الصغيرة
إن شركة Energy Singularity ليست الشركة الناشئة الوحيدة في مجال الاندماج التي تسعى إلى تصميم مفاعلات صغيرة. ديفين، ومقرها ماساتشوستس أنظمة اندماج الكومنولث تتعاون مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لبناء مفاعل الاندماج الصغير الخاص بهم. يبلغ حجم المفاعل الذي أُطلق عليه اسم “سبارك” حوالي 1/65 من حجم مفاعل ITER. ومن المتوقع أن يولد المفاعل التجريبي حوالي 100 ميجاوات من الطاقة الحرارية في نبضات مدتها حوالي 10 ثوانٍ، وهي دفعات كبيرة بما يكفي لتزويد مدينة صغيرة بالطاقة.
ومع ذلك، فإن المفاعلات الصغيرة لا تقتصر على قطاع الاندماج النووي. كانت إدارة بايدن من أشد المؤيدين للمفاعلات المعيارية الصغيرة (SMR) التي أحدثت موجات في مجال الانشطار النووي.
قبل ثلاث سنوات، وافقت اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية (NRC)8 سنتروس للطاقة شركة(NYSE:LEU) طلب تصنيع اليورانيوم عالي التخصيب منخفض التخصيب (HALEU) في منشأة التخصيب التابعة لها في بيكتون، أوهايو، لتصبح أول شركة في العالم الغربي خارج روسيا تفعل ذلك. تقتصر تطبيقات هاليو حاليًا على مفاعلات الأبحاث وإنتاج النظائر الطبية؛ ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى هاليو لأكثر من نصف الوحدات الصغيرة والمتوسطة (SMRs) قيد التطوير حاليًا في جميع أنحاء العالم. HALEU متاح حاليًا فقط من تينيكس، أ روساتوم شركة فرعية.
في نوفمبر الماضي، أعلنت شركة Centrus Energy أنها قامت بتسليم أول شحنة قدرها 20 كيلوجرامًا من HALEU UF6 إلى وزارة الطاقة، لتكمل المرحلة الأولى من عقدها. وتمكنت الشركة من استكمال المرحلة الأولى في حدود الميزانية المقررة وقبل الموعد المحدد. ستنتقل شركة Centrus الآن على الفور إلى المرحلة الثانية من العقد، والتي تتطلب إنتاج HALEU بمعدل 900 كيلوغرام سنويًا.
في يناير، أصدرت وزارة الطاقة طلبًا لتقديم العروض (RFP) لخدمات تخصيب اليورانيوم للمساعدة في إنشاء إمدادات محلية موثوقة من الوقود باستخدام هاليو. سيوفر قانون الحد من التضخم (IRA) ما يصل إلى 500 مليون دولار لعقود تخصيب HALEU التي تم اختيارها من خلال طلب تقديم العروض هذا.
