أوروبا تتقدم بخطوة على الصين في إنتاج طاقة لا نهائية للبشر

حطم فريق علمي أوروبي الرقم القياسي المسجل باسم الصين في عالم الاندماج النووي.
يأتي ذلك، بعدما أجرى فريق من العلماء الذين يديرون جهازاً معقداً يسمى WEST، والذي تم تركيبه في جنوب فرنسا، تجربة بلازما انتهت بنتائج مذهلة.
أذهلت آلة تسمى WEST (W Environment in Steady-state Tokamak) المجتمع النووي بقفزة عملاقة إلى الأمام في معرفتنا بالبلازما. الهدف من هذا الفرع من العلوم هو الحفاظ على البلازما المستقرة (الغاز المؤين)، مما يعني الحفاظ على حالة من التحكم ودرجة الحرارة العالية داخل مفاعل الاندماج لفترة طويلة دون انقطاع أو اضطراب في حالة المادة.
الصين تكتشف مصدر طاقة "لا نهائي" يغطي احتياجاتها 60 ألف عام
وللتوضيح أكثر فإن جزيئات الغاز المؤين، أو المشحون بشحنات كهربية يفقد شحنته سريعاً عبر الاندماج مع جزيئات بشحنات تحمل إشارة عكسية لها، إذ تميل الذرات إلى الاستقرار سريعاً. الصعوبة الأكبر هي الحفاظ على هذه الجزيئات بشحناتها الإضافية في درجات حرارة مرتفعة للغاية والتي تعزز عدم الاستقرار والاضطراب للمادة.
كان الرقم القياسي السابق لأطول "فترة بلازما" مستقرة تم تحقيقها بواسطة أجهزة توكاماك قد سجله فريق بحث صيني باستخدام آلة البلازما الخاصة بهم والتي تسمى - EAST (توكاماك فائق التوصيل التجريبي المتقدم) منذ فترة ليست بالبعيدة في يناير 2025. والمعروفة أيضاً باسم الشمس الاصطناعية، سجلت الرقم القياسي العالمي للبلازما المستقرة والمسخنة للغاية في 1066 ثانية، أو 17 دقيقة و46 ثانية. لقد تجاوز هذا الإنجاز المذهل رقمه القياسي البالغ 403 ثانية، والذي تم تسجيله في عام 2023.
أوروبا تنتزع اللقب
لقد دخل WEST، الذي حطم مدة بلازما EAST بعد بضعة أسابيع فقط بـ 1337 ثانية، أو 22 دقيقة و17 ثانية، في 12 فبراير، مما جعله حامل الرقم القياسي العالمي الجديد للبلازما المستدامة والمستقرة. لقد تغلب هذا على الوقت الصيني بنسبة 25%، مما يجعل WEST بوضوح هو جهاز الاندماج النووي الأكثر تفوقاً - في الوقت الحالي.
في المستقبل القريب، سيزيد فريق WEST من جهودهم لتحقيق مدد بلازما أطول بكثير تصل إلى عدة ساعات. لكنهم سيعملون أيضاً على تسخين البلازما إلى درجات حرارة أعلى إذا كانوا يأملون في الاقتراب من الظروف المتوقعة في بلازما الاندماج النووي.
ما هو الاندماج النووي؟
ويحاول العلماء والحكومات والشركات منذ عقود تطويع الاندماج النووي، وهو التفاعل النووي الذي يغذي الشمس، لتوفير كهرباء خالية من الكربون. ويمكن محاكاة هذا التفاعل على الأرض باستخدام الحرارة والضغط بوسائل الليزر أو الأقطاب المغناطيسية لدمج ذرتين ضوئيتين في ذرة واحدة أكثر كثافة مما يؤدي إلى إطلاق كميات كبيرة من الطاقة.
وعلى خلاف المحطات التي تعمل بالانشطار النووي، أو انشطار الذرات -وهي التقنية المتواجدة في كل المحطات النووية المتواجدة في العالم في الوقت الراهن لإنتاج الكهرباء-، ففي حالة بناء محطات تجارية للاندماج النووي، فإنها ستنتج القليل فقط من النفايات المشعة التي تدوم طويلا.
ما هي الآثار المترتبة على زيادة مدة البلازما المستقرة؟
السبب وراء هذا التركيز الهائل على البلازما في عالم العلوم هو إمكاناتها من حيث الطاقة، والهدف هو السيطرة على هذه الظاهرة غير المستقرة بشكل طبيعي. من الأهمية بمكان ضمان قدرة المكونات التي تحتوي على البلازما على تحمل الإشعاع دون خطر التلوث أو الخلل، وكلاهما قد يؤدي إلى عواقب وخيمة.
في الوقت الراهن، إجراء اندماج ضوئي بين ذرتين ليست مشكلة لكنها تستهلك كمية طاقة تصل إلى أضعاف ما ينتج عن التفاعل، ولكن الوصول إلى حالة "الشمس" يتطلب تهيئة بيئة للتفاعل أشبه بالموجودة على سطح الشمس بنفس مستويات الحرارة والضغط ولكن داخل مفاعل لإنتاج الكهرباء.
ونظراً للبنية التحتية الكبيرة والمعقدة المطلوبة لإنتاج الطاقة النووية على نطاق واسع، فمن غير المرجح أن تقدم تقنية الاندماج أي مساهمة كبيرة في تحقيق صافي انبعاثات الكربون الصفرية بحلول عام 2050، وهو الهدف الذي تسعى إليه معظم دول العالم الأول. لكنها لا تزال واعدة للغاية للمستقبل وقد نرى الطاقة النووية تصبح أحد المصادر الرئيسية للطاقة المتجددة في حياتنا.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

المدينة

منذ 2 أيام

• المدينة

التطورات في المجال الفضائي

أحد أبرز الأحداث في عام 2024، كان هبوط المركبة الفضائيَّة اليابانيَّة على سطح القمر؛ ممَّا يُعدُّ إنجازًا مهمًّا في تاريخ الفضاء، هذه المهمَّة تأتي في إطار سعي اليابان لتوسيع استثماراتها في استكشاف الفضاء، حيث تم إطلاق المركبة من أجل جمع عيِّنات من سطح القمر وتحليلها، هذا الهبوط يعكس الطموحات الفضائيَّة المتزايدة للدول الآسيويَّة، ويضع اليابان في مصاف الدول المتقدِّمة في استكشاف القمر.التطوُّرات في استكشاف كوكب المريخ، قد تكون الأكثر إثارة في السنوات الأخيرة، ففي عام 2024 أطلقت وكالة الفضاء الأمريكيَّة «ناسا» مهمَّة جديدة لاستكشاف المريخ، تهدف إلى فهم بيئة الكوكب بشكل أفضل، وإمكانيَّة وجود الحياة فيه، وبالإضافة إلى ذلك، تشهد تقنيات الروبوتات تطوُّرًا سريعًا؛ ممَّا يساعد في إجراء اكتشافات دقيقة في هذا الكوكب البعيد، وقد تمكَّنت أجهزة الاستشعار على سطح المريخ، من إرسال بيانات مثيرة تتعلَّق بوجود المياه في حالتها السائلة في الماضي؛ ممَّا يعزِّز فرص البحث عن علامات حياة سابقة أو مستقبليَّة.أصبح قطاع الفضاء يشهد تحوُّلًا كبيرًا نحو الاستثمارات التجاريَّة، شركات مثل «سبيس إكس»، و»بلو أوريجين»، تواصل دفع الحدود في مجال السفر الفضائيِّ التجاريِّ، حيث أطلقت «سبيس إكس» عدَّة رحلات إلى محطة الفضاء الدوليَّة (ISS)، مع روَّاد فضاء من القطاع الخاص، هذه التحرُّكات تشير إلى أنَّ الفضاء لم يعدْ مجالًا حكوميًّا بحتًا، بل أصبح قطاعًا يمكن للقطاع الخاص أنْ يسهم بشكل كبير في تطويره.تسعى العديد من الوكالات الفضائية الدولية، إلى تقليل تأثيرات استكشاف الفضاء على البيئة الأرضية، فقد تم تطوير تقنيات جديدة، تهدف إلى استخدام الطاقة المتجددة في المحطات الفضائية، مثل الطاقة الشمسية، والتي تساعد في تقليل تكاليف الطاقة، والتقليل من انبعاثات الكربون في الفضاء، بالإضافة إلى ذلك، يتم البحث في طرق لإعادة استخدام المركبات الفضائية لتقليل النفايات الفضائية.في إطار تعزيز التعاون بين الدول في مجال الفضاء، تعمل العديد من الدول الكُبْرى على تنفيذ مشروعات مشتركة، مثال على ذلك، هو التعاون بين وكالة الفضاء الأوروبيَّة (ESA)، ووكالة ناسا في مشروع «أرتيميس»، الذي يهدف إلى العودة إلى القمر بحلول عام 2025، هذا المشروع يتضمَّن بناء قاعدة دائمة على سطح القمر؛ لاستخدامها كنقطة انطلاق لاستكشاف الفضاء العميق.

سعورس

منذ 3 أيام

• سعورس

البصمة الكربونية للمباني.. الفرص والتحديات

تتكون البصمة الكربونية للمباني من مراحل عدة: 1. مرحلة البناء: تشمل استخراج المواد الخام (مثل الأسمنت والصلب)، وتصنيعها، ونقلها إلى موقع البناء. الأسمنت، على سبيل المثال، يُعد من أكثر المواد استهلاكًا للطاقة وإنتاجًا للانبعاثات بسبب العمليات الكيميائية المرتبطة بإنتاجه. 2. مرحلة التشغيل: تتعلق بالطاقة المستخدمة في تدفئة المباني، والتبريد، والإضاءة، وتشغيل الأجهزة الكهربائية. هذه المرحلة غالبًا ما تكون الأكثر تأثيرًا في البصمة الكربونية، خاصة إذا كانت مصادر الطاقة تعتمد على الوقود الأحفوري. 3. مرحلة الهدم وإعادة التدوير: تشمل استهلاك الطاقة في عمليات الهدم، وإدارة النفايات، وإعادة استخدام أو تدوير المواد. التحديات في تقليل البصمة الكربونية 1. ارتفاع تكاليف المواد المستدامة: المواد الصديقة للبيئة، مثل الأسمنت المنخفض الكربون أو الخشب المعتمد، غالبًا ما تكون أغلى من المواد التقليدية، مما يحد من تبنيها في مشاريع البناء. 2. الاعتماد على الطاقة غير المتجددة: في العديد من الدول، لا تزال مصادر الطاقة تعتمد بشكل كبير على الفحم والغاز الطبيعي، مما يزيد من البصمة الكربونية لتشغيل المباني. 3. نقص الوعي والتشريعات: في بعض المناطق، يفتقر المطورون والمصممون إلى الوعي الكافي بأهمية التصميم المستدام. كما أن التشريعات البيئية قد تكون غير كافية أو غير مطبقة بفعالية. 4. التحديات التقنية: تحديث المباني القائمة لتكون أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة يتطلب استثمارات كبيرة وخبرات تقنية. حلول مبتكرة لتقليل البصمة الكربونية 1. التصميم المستدام: يمكن للتصميم المعماري الذكي أن يقلل من استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، استخدام النوافذ الكبيرة للإضاءة الطبيعية، والعزل الحراري الفعال، والتهوية الطبيعية يمكن أن يقلل من الحاجة إلى التدفئة والتبريد. 2. استخدام مواد بناء منخفضة الكربون: تشمل هذه المواد الأسمنت المصنوع من مواد معاد تدويرها، والخرسانة الخضراء، والخشب المستدام. كما يمكن استخدام تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد لتقليل النفايات في أثناء البناء. 3. التحول إلى الطاقة المتجددة: تثبيت الألواح الشمسية أو توربينات الرياح الصغيرة في المباني يمكن أن يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري. 4. إدارة دورة الحياة: اعتماد إستراتيجيات إعادة التدوير وإعادة الاستخدام في نهاية عمر المبنى يساعد على تقليل النفايات والانبعاثات. 5. التكنولوجيا الذكية للمباني: استخدام أنظمة إدارة المباني الذكية التي تراقب استهلاك الطاقة، وتتحكم في الإضاءة والتدفئة بشكل تلقائي، يعزز الكفاءة. تقليل البصمة الكربونية للمباني ليس مجرد خيار بيئي، بل ضرورة ملحة لمواجهة التغيرات المناخية. من خلال الجمع بين التصميم المستدام، واستخدام المواد الصديقة للبيئة، والتحول نحو الطاقة المتجددة، تحتاج الحكومات والشركات والأفراد إلى العمل معًا لتعزيز الوعي، وتطبيق السياسات التي تدعم البناء الأخضر، وهناك ممارسات محلية وعالمية خضراء، مثل تطبيق المعيار الوطني مستدام للمباني أو LEED المعيار العالمي، حيث يمكننا بناء مستقبل أكثر استدامة وازدهارا.

الوطن

منذ 3 أيام

• الوطن

البصمة الكربونية للمباني.. الفرص والتحديات

البصمة الكربونية هي مقياس يعبر عن إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن نشاط معين، سواء كان ذلك على مستوى الأفراد والمؤسسات، أو القطاعات. في سياق المباني، تشير البصمة الكربونية إلى الانبعاثات الناتجة من دورة حياة المبنى، بدءًا من تصميمه وتشييده، مرورًا باستخدامه، وصولًا إلى هدمه أو إعادة تدويره. يُعد قطاع البناء والتشييد من أكبر القطاعات المساهمة في الانبعاثات الكربونية عالميًا، حيث يُقدر أنه مسؤول عن نحو 40% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في العالم. في هذا المقال، سنتناول أهمية تقليل البصمة الكربونية للمباني، والتحديات التي تواجه هذا الهدف، والحلول المبتكرة لتحقيق الاستدامة. تتكون البصمة الكربونية للمباني من مراحل عدة: 1. مرحلة البناء: تشمل استخراج المواد الخام (مثل الأسمنت والصلب)، وتصنيعها، ونقلها إلى موقع البناء. الأسمنت، على سبيل المثال، يُعد من أكثر المواد استهلاكًا للطاقة وإنتاجًا للانبعاثات بسبب العمليات الكيميائية المرتبطة بإنتاجه. 2. مرحلة التشغيل: تتعلق بالطاقة المستخدمة في تدفئة المباني، والتبريد، والإضاءة، وتشغيل الأجهزة الكهربائية. هذه المرحلة غالبًا ما تكون الأكثر تأثيرًا في البصمة الكربونية، خاصة إذا كانت مصادر الطاقة تعتمد على الوقود الأحفوري. 3. مرحلة الهدم وإعادة التدوير: تشمل استهلاك الطاقة في عمليات الهدم، وإدارة النفايات، وإعادة استخدام أو تدوير المواد. التحديات في تقليل البصمة الكربونية 1. ارتفاع تكاليف المواد المستدامة: المواد الصديقة للبيئة، مثل الأسمنت المنخفض الكربون أو الخشب المعتمد، غالبًا ما تكون أغلى من المواد التقليدية، مما يحد من تبنيها في مشاريع البناء. 2. الاعتماد على الطاقة غير المتجددة: في العديد من الدول، لا تزال مصادر الطاقة تعتمد بشكل كبير على الفحم والغاز الطبيعي، مما يزيد من البصمة الكربونية لتشغيل المباني. 3. نقص الوعي والتشريعات: في بعض المناطق، يفتقر المطورون والمصممون إلى الوعي الكافي بأهمية التصميم المستدام. كما أن التشريعات البيئية قد تكون غير كافية أو غير مطبقة بفعالية. 4. التحديات التقنية: تحديث المباني القائمة لتكون أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة يتطلب استثمارات كبيرة وخبرات تقنية. حلول مبتكرة لتقليل البصمة الكربونية 1. التصميم المستدام: يمكن للتصميم المعماري الذكي أن يقلل من استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، استخدام النوافذ الكبيرة للإضاءة الطبيعية، والعزل الحراري الفعال، والتهوية الطبيعية يمكن أن يقلل من الحاجة إلى التدفئة والتبريد. 2. استخدام مواد بناء منخفضة الكربون: تشمل هذه المواد الأسمنت المصنوع من مواد معاد تدويرها، والخرسانة الخضراء، والخشب المستدام. كما يمكن استخدام تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد لتقليل النفايات في أثناء البناء. 3. التحول إلى الطاقة المتجددة: تثبيت الألواح الشمسية أو توربينات الرياح الصغيرة في المباني يمكن أن يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري. 4. إدارة دورة الحياة: اعتماد إستراتيجيات إعادة التدوير وإعادة الاستخدام في نهاية عمر المبنى يساعد على تقليل النفايات والانبعاثات. 5. التكنولوجيا الذكية للمباني: استخدام أنظمة إدارة المباني الذكية التي تراقب استهلاك الطاقة، وتتحكم في الإضاءة والتدفئة بشكل تلقائي، يعزز الكفاءة. تقليل البصمة الكربونية للمباني ليس مجرد خيار بيئي، بل ضرورة ملحة لمواجهة التغيرات المناخية. من خلال الجمع بين التصميم المستدام، واستخدام المواد الصديقة للبيئة، والتحول نحو الطاقة المتجددة، تحتاج الحكومات والشركات والأفراد إلى العمل معًا لتعزيز الوعي، وتطبيق السياسات التي تدعم البناء الأخضر، وهناك ممارسات محلية وعالمية خضراء، مثل تطبيق المعيار الوطني مستدام للمباني أو LEED المعيار العالمي، حيث يمكننا بناء مستقبل أكثر استدامة وازدهارا.