إطلاق العنان للطاقة النظيفة

يقدم الاندماج حلاً واعداً لتوفير الطاقة النظيفة لأن عملية الاندماج خالية من الكربون، وآمنة بطبيعتها، وتنتج الوقود بصورة متواصلة وغير محدودة. وتقدم الوكالة الدعم لجهود البحث والتطوير في مجال الاندماج منذ بدايتها، وهي التي نظمت أول مؤتمر دولي حول طاقة الاندماج في عام 1961. وفي الآونة الأخيرة، شهدت بحوث الاندماج قفزات أدت إلى تسريع جهود التطوير في القطاعين العام والخاص. واستناداً إلى هذا التقدم، تعزز الوكالة التعاون والتنسيق الدوليين لسد الثغرات في ميدان الاندماج في مجالات الفيزياء والتكنولوجيا والتنظيم الرقابي. ويشمل ذلك جمع البيانات وتقاسمها لدعم جميع مراحل بحوث الاندماج، بدءا من العلوم المتصلة بعملية الاندماج ووصولا إلى تصميم المحطات وتشغيلها.

وقالت السيدة ألين دي كلوازو، مديرة شعبة القوى النووية في الوكالة: "إن تكنولوجيا الاندماج تنطوي على إمكانية إحداث نقلة نوعية في إنتاج الطاقة العالمي. وبالجمع بين طاقة الاندماج ونشر تكنولوجيات الانشطار النووي المتقدمة، يمكن تحقيق انتقال مستدام إلى الطاقة النظيفة."

توفير البيانات للبحث والتطوير في مجال الاندماج

يتكون الوقود المستخدم في الاندماج من نظائر خفيفة في شكل بلازما، والبلازما هي حالة غازيَّة مشحونة كهربائياً لها خصائص فريدة تختلف عن المادة في حالاتها الصلبة والسائلة والغازية. وتدير الوكالة قاعدة بيانات CollisionDB المعنية بالعمليات الذرية والجزيئية والتي تدعم التقدم في وضع السيناريوهات التشغيلية والأساليب التشخيصية المتعلقة بالبلازما من أجل تحسين فهم عمليات تصادم البلازما.

وتدير الوكالة أيضاً قواعد بيانات أخرى تسهم في تشغيل وتحسين الأجهزة التجريبية ومحطات الاندماج المقبلة. فقاعدة بيانات التفاعل بين البلازما والجدار (قاعدة بيانات pwiDB) تحتوي على بيانات عن التفاعلات مع سطح الجدار الداخلي، في حين تجمع قاعدة بيانات CascadesDB وقاعدة بيانات DeFecTdb بيانات عن العمليات التي تحدث داخل الجدار. وتحتوي مكتبة البيانات النووية المقيَّمة المتعلقة بالاندماج (مكتبة بيانات FENDL) على بيانات عن التفاعلات النووية الأساسية في مجال علم النيوترونات فيما يتعلق بالبلازما والمواد، وهي بيانات حاسمة الأهمية لتقييم الأمان والنفايات.

التقدم نحو تحقيق إنتاج صافٍ من طاقة الاندماج

يواصل العلماء والمهندسون في أنحاء مختلفة من العالم تطوير المواد الجديدة واختبارها وتصميم التكنولوجيات الجديدة من أجل تحقيق إنتاج صافٍ من طاقة الاندماج على أرض الواقع. وفي حين صار من المعتاد أن تحقق التجارب ظروفاً قريبة للغاية من الظروف المطلوبة لتشغيل نظام لطاقة الاندماج، فلا تزال هناك حاجة إلى تحسينات للحفاظ على استمرارية التفاعل وإنتاج الطاقة بطريقة مستدامة. وتحرز المنظمات المعنية بالاندماج في القطاعين العام والخاص تقدماً سريعاً نحو تحقيق هذا الهدف.

 وتدير الوكالة نظام المعلومات عن أجهزة الاندماج (نظام FusDIS) الذي يقدم نظرة شاملة عالمية ومجموعة من البيانات والإحصاءات التقنية عن أجهزة الاندماج قيد التشغيل أو قيد التشييد أو قيد التخطيط في القطاعين العام والخاص. ويوفر النظام إرشادات مفيدة للاستراتيجيات وعمليات اتخاذ القرار المتعلقة بطاقة الاندماج، وللتعاون بين القطاعين العام والخاص، ويُعدُّ أداة قيمة للوقوف على الاتجاهات البحثية. ويمكن الوصول إلى نظام FusDIS عبر بوابة الاندماج التابعة للوكالة، وهي مركز موارد للمعلومات عن أنشطة الوكالة في مجال الاندماج.

وتعمل الوكالة أيضاً على تطوير شبكة FUSE ضمن منصة CONNECT التابعة للوكالة، لدعم مطوري تكنولوجيا الاندماج أثناء عمليات تصميم محطات الاندماج وصنعها وتشييدها. وستشمل هذه الشبكة قاعدة بيانات عن شفرات الاندماج ومعاييره، وكذلك قاعدة بيانات عن تكنولوجيات الاندماج ودورات الوقود تحتوي على معلومات وبارامترات محددة عن كل جهاز من أجهزة الاندماج قيد التطوير. وستعمل شبكة FUSE على إذكاء الوعي بأحدث التطورات في قطاع الاندماج السريع التغيُّر، مثل التكنولوجيات الفرعية.

إطلاق العنان لإمكانات الاندماج باستخدام الذكاء الاصطناعي

قال السيد آلان بيكوليه، نائب المدير العام وكبير العلماء في منظمة مفاعل إيتير: "إن الذكاء الاصطناعي هو مفتاح جديد لإطلاق الإمكانات الكاملة للاندماج. وهو يتيح فوائد كبيرة محتملة على مستوى إدارة العملية الهندسية الكاملة لأجهزة الاندماج وكذلك تحليل الكم الهائل من البيانات العلمية والهندسية التي ستنتجها هذه المرافق". وأضاف أنَّه "لتحقيق هذه الإمكانات، نحتاج إلى منصات مخصصة لإدارة بيانات الاندماج بنفس الروح التعاونية السائدة في الأوساط المعنية ببحوث الاندماج منذ عقود. وهذا أمر بالغ الأهمية للتعجيل بنشر طاقة الاندماج."

وتضطلع الوكالة بمشروع بحثي منسق بعنوان تسخير الذكاء الاصطناعي من أجل الاندماج (مشروع AI4F) بهدف تحقيق ذلك على وجه التحديد. ويعمل المشروع على تعزيز الابتكار والتعاون لتحقيق قفزات في مجال الاندماج بالاستفادة من تكنولوجيات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والبيانات الضخمة. وتشارك في المشروع 24 مؤسسة من 11 بلداً في 4 قارات. وتقول السيدة كريستينا ريا، وهي عالمة بحوث رئيسية وقائدة فريق في مركز علوم البلازما والاندماج التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "يمكن للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي أن يسرعا وتيرة بحوث الاندماج وصولاً إلى إنشاء المحطة التجريبية الأولى من نوعها. وقد آلت مسؤولية الإشراف على هذه المهمة إلى الوكالة."

وقالت السيدة تزانكا كوكالوفا-ويلدون، مديرة شعبة العلوم الفيزيائية والكيميائية في الوكالة: "إن تسخير طاقة الاندماج يمثل ذروة الإنجازات العلمية والهندسية. وتسهم الوكالة في هذا المسعى من خلال توفير البيانات الأساسية وتيسير الاستفادة من أحدث التكنولوجيات ورعاية الشراكات من أجل المساعدة على تطوير هذا المصدر الفائق للطاقة النظيفة والتوسع في نشره."

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

ما هي طاقة الاندماج؟

الاندماج النووي هو عملية اندماج نواتين ذريتين خفيفتين لتكوين نواة واحدة أثقل مع انبعاث كميات هائلة من الطاقة. وعملية الاندماج هي مصدر طاقة الشمس وجميع النجوم الأخرى. ولتحقيق الاندماج على كوكب الأرض، يلزم توفير درجات حرارة تزيد على 100 مليون درجة مئوية، ولابد من تنظيم الضغط والقوى المغناطيسية للحفاظ على استمرارية العملية لفترة كافية لإنتاج مكسب صافٍ من الطاقة.