منصات روسية مصممة بخبرة فريدة تُجهز لمفاعل ITER الفرنسي لاختبار درجات حرارة تفوق قلب الشمس

زودت روسيا مفاعل ITER النووي الحراري الدولي بمعدات أساسية لدعم تشغيله وتطوير تقنيات الاندماج النووي.

وصلت أول منصة اختبار روسية من أصل أربع منصات إلى موقع البناء في جنوب فرنسا، مخصصة للاختبارات الحرارية والوظيفية للمقابس التشخيصية، التي تُعد مكونات أساسية لتشخيص المنشأة المستقبلية. وستُعاد تهيئة الظروف داخل المنصة لتقريبها من الظروف الحقيقية أثناء الاختبارات.

قال أناتولي كراسيلنيكوف، مدير "مركز مشروع ITER في روسيا": "تعد هذه المنصة من أكثر الأنظمة تعقيدا في مسؤوليتنا بالمشروع. ولتطويرها وتصنيعها، اعتمد شركاؤنا على حلول وتكنولوجيات مبتكرة متقدمة. وقد تم تكليف روسيا بصناعة المنصات الأربع جميعها تقديرا لخبرتنا وريادتنا في مجال التكنولوجيا".

وأضاف سيرجيو أورلاندي، رئيس مشروع ITER: "يمثل هذا المجمع مثالا واضحا على الإمكانيات الصناعية العالية لروسيا، التي أكدت قدرتها على إتمام المشروع في الوقت المحدد، وبالجودة المطلوبة، وضمن الميزانية. وأود أن أعرب عن تقديري الخاص للمتخصصين الذين أشرفوا على جميع مراحل التصميم والتوريد وتجميع المنصة".

المواصفات الرئيسية لمشروع المفاعل التجريبي الدولي للاندماج النووي (ITER):

الهدف العلمي الأساسي:

إثبات إمكانية إنتاج طاقة اندماج نووي مستدامة على نطاق واسع.
تحقيق "الاشتعال" حيث تنتج عملية الاندماج نفسها الطاقة اللازمة لاستمرارها دون الحاجة إلى مدخلات طاقة خارجية كبيرة.
اختبار وتطوير التقنيات والعمليات الهندسية اللازمة لمفاعلات الاندماج المستقبلية.

التصميم والتقنية:

نوع المفاعل: توكاماك (Tokamak) - وهو تصميم حلقي يستخدم مجالات مغناطيسية قوية جدا لحصر وتثبيت البلازما الساخنة.
وقود الاندماج: مزيج من نظيري الهيدروجين، الدوتيريوم (Deuterium) والتريتيوم (Tritium).

المواصفات الفيزيائية والهندسية الرئيسية:

الحجم والوزن:
- ارتفاع المبنى: حوالي 30 مترا.
- قطر البلازما: 6.2 متر.
- حجم البلازما: 840 مترا مكعبا (وهو أكبر بحوالي 10 مرات من أي مفاعل توكاماك موجود حاليًا).
- الوزن الإجمالي للمفاعل (المنظومة المغناطيسية): حوالي 23,000 طن.
الأداء والطاقة:
- عامل كسب الطاقة (Q): 10 أو أكثر. وهذا يعني أن المفاعل سيولد طاقة من الاندماج أكبر بعشر مرات من الطاقة المستخدمة في تسخين البلازما والحفاظ عليها.
- طاقة الاندماج المتوقعة: 500 ميغاواط (حراري).
- درجة حرارة البلازما: 150 مليون درجة مئوية (أي أعلى بعشر مرات من درجة حرارة قلب الشمس).
النظام المغناطيسي:
- يستخدم ملفات فائقة التوصيل (من سبائك النيوبيوم-قصدير والنيوبيوم-تيتانيوم) تعمل في درجات حرارة شديدة الانخفاض قريبة من الصفر المطلق (-269 درجة مئوية).
- المجال المغناطيسي: بقوة 13 تسلا في مركز البلازما.
- طاقة المخزون المغناطيسي: 51 جيجا جول.
المكونات الرئيسية:
- الوعاء الفراغي (Vacuum Vessel): وعاء فولاذي ضخم ومفرغ يحوي البلازما.
- الملفات المغناطيسية (Magnets): تشمل الملفات الحلقية (Toroidal Field coils) والملفات القطبية (Poloidal Field coils) وملف القلب المركزي (Central Solenoid).
- المُبَرْد (Cryostat): أكبر وعاء فراغ فولاذي مفرغ في العالم، يحيط بالمفاعل ويخلق البيئة شديدة البرودة اللازمة لعمل الملفات فائقة التوصيل.
- الديڤَرتر (Divertor): مكون حيوي في قاعدة المفاعل مسؤول عن إزالة نواتج الاندماج (الهيليوم) والحرارة الزائدة من البلازما.

الجدول الزمني والتكلفة:

موقع المشروع: كاداراش، جنوب فرنسا.
الشركاء الدوليون: الاتحاد الأوروبي (المضيف)، الصين، الهند، اليابان، كوريا الجنوبية، روسيا، والولايات المتحدة.
بدء تشغيل مفاعل الديوتيريوم-تريتيوم الكامل: متوقع في ثلاثينيات القرن الحالي.
التكلفة التقديرية: يعتبر واحدا من أكثر المشاريع العلمية تكلفة في التاريخ، حيث تُقدر تكاليف البناء بنحو 20 مليار يورو أو أكثر.

الـ ITER هو تجربة هندسية وعلمية ضخمة تهدف إلى إثبات أن طاقة الاندماج -طاقة النجوم- يمكن تسخيرها على الأرض كمصدر طاقة نظيف وآمن وخال عمليا من انبعاثات الكربون.

المصدر: تاس