حصل فريق من العلماء الأمريكيين على تمويل لتطوير مواد متقدمة قادرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة والإشعاع القوي داخل مفاعلات الاندماج النووي، وذلك بهدف احتواء طاقة "الشمس الاصطناعية" التي تتجاوز حرارتها 100 مليون درجة مئوية.
خصصت وزارة الطاقة الأمريكية مبلغ 2.3 مليون دولار لفريق بحثي من جامعة كنتاكي، بقيادة البروفيسور جون بالك، من أجل تطوير سبائك ومركبات جديدة تتحمل تعرضها للبلازما وتحافظ على متانتها وكفاءتها طوال عمر المفاعل الاندماجي.
تعمل مفاعلات الاندماج النووي في بيئة قاسية تؤدي إلى تآكل وتلف سريع للمواد التقليدية المستخدمة في الجدران الداخلية.
إذ تتسبب الفوتونات عالية الطاقة المنبعثة أثناء عملية الاندماج، إلى جانب التفاعل المباشر مع جدران المفاعل، في تآكل سريع للمواد.
وللتغلب على هذه التحديات، يركز العلماء على تصميم مواد مبتكرة تمزج بين معادن مقاومة للحرارة مثل التنغستن والكروم والتنتالوم.
يتميز التنغستن بامتلاكه إحدى أعلى نقاط الانصهار بين المعادن، إلا أنه هش بطبيعته.
ومن خلال إضافة عناصر أخرى، يمكن تعديل بنيته البلورية لجعل السبائك أكثر قدرة على مقاومة الإشعاع والحرارة العالية.
كما يعمل الباحثون على إدخال مكونات سيراميكية ذات موصلية حرارية مرتفعة، مما يساعد في توزيع الحرارة بشكل متساوٍ وتقليل احتمالات التلف.
علاوة على ذلك، يستعين الفريق البحثي بتقنيات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لنمذجة خصائص المواد الجديدة وتحليل مدى مقاومتها للإشعاع، مما يسهم في تسريع عمليات البحث واكتشاف التركيبات المثلى للعناصر وتوقع أدائها في الظروف القاسية.
يتم تمويل هذا المشروع من خلال برنامج ARPA-E، الذي يدعم الأبحاث الرائدة في مجال الطاقة النظيفة، حيث استثمرت الوكالة حتى الآن نحو 30 مليون دولار في مشاريع تهدف إلى تسريع تطوير مفاعلات الاندماج النووي التجارية.
وإذا أثبتت هذه التكنولوجيا فعاليتها، فقد تفتح الباب أمام عصر جديد من الطاقة النظيفة والآمنة، ما يتيح إنتاج الكهرباء دون انبعاثات كربونية، ويوفر مصدراً مستداماً للطاقة للأجيال القادمة.
[caption id="attachment_633623" align="alignnone" width="1280"]
أمريكا تخطط لبناء جدار نووي لا يمكن تدميره.. ما قصته؟[/caption]
