كيف تعمل الطاقة الانصهارية والشركات الناشئة التي تسعى لتحقيقها

بقلم: فريق تحرير العلامة التقنية التصنيف: العلوم والفضاء ٢٢ مارس ٢٠٢٦

لطالما سعى الإنسان لعصر الطاقة من النجوم لتوليد الكهرباء على كوكب الأرض. لقد بدا تحقيق هذا الهدف، لعقود، وكأنه على بُعد عقد واحد فقط. ولكن الآن، تقترب مجموعة من الشركات الناشئة أكثر من أي وقت مضى، حيث تتسارع لتصميم مفاعلات انصهارية قادرة على تزويد الشبكة الكهربائية بالطاقة.

لقد جذبت الشركات الناشئة في مجال الطاقة الانصهارية أكثر من 10 مليارات دولار من الاستثمارات، حيث تمكن أكثر من عشرة منها من جمع أكثر من 100 مليون دولار. وقد أغلقت العديد من جولات التمويل الكبيرة في العام الماضي، مع جذب المستثمرين إلى هذا القطاع بسبب تزايد الطلب على الطاقة من مراكز البيانات واقتراب هذه الشركات من تحقيق أهدافها.

تسعى الطاقة الانصهارية إلى استخدام الطاقة المنبعثة من دمج الذرات لتوليد الكهرباء. وقد كان البشر يعرفون كيفية دمج الذرات لعقود، بدءاً من القنبلة الهيدروجينية — مثال على الانصهار النووي غير المنضبط — إلى العديد من الأجهزة الانصهارية التي تم بناؤها في المختبرات حول العالم. وقد تمكنت الأجهزة التجريبية من التحكم في الانصهار النووي، ونجح أحدها في توليد طاقة أكثر مما كان مطلوباً لبدء التفاعل. ومع ذلك، لم تتمكن أي منها من إنتاج فائض كبير بما يكفي لجعل محطة الطاقة ممكنة.

لتجاوز هذه المشكلة، تعمل الشركات الناشئة في مجال الطاقة الانصهارية على عدة نهج مختلفة. يمتلك الخبراء آراء متنوعة حول أي منها لديه أفضل فرصة للنجاح، على الرغم من أن الصناعة لا تزال في مهدها، لذلك لا شيء مضمون.

أساليب الطاقة الانصهارية الرئيسية

إليك نظرة سريعة على الأساليب الرئيسية للطاقة الانصهارية.

الاحتجاز المغناطيسي

يُعتبر الاحتجاز المغناطيسي واحدة من أكثر التقنيات استخداماً، حيث تستخدم مجالات مغناطيسية قوية لاحتجاز البلازما، وهي الخليط من الجزيئات المسخنة جداً التي تعتبر جوهر الجهاز الانصهاري. يجب أن تكون المغناطيسات قوية للغاية. على سبيل المثال، تقوم شركة Commonwealth Fusion Systems (CFS) بتجميع مغناطيسات يمكن أن تولد مجالات مغناطيسية تبلغ 20 تسلا، وهو ما يعادل حوالي 13 مرة قوة آلة التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدية. وللتعامل مع كمية الكهرباء المطلوبة، تُصنع المغناطيسات من الموصلات الفائقة ذات درجة حرارة عالية، والتي تحتاج إلى تبريد حتى -253 درجة مئوية باستخدام الهيليوم السائل.

تقوم CFS حالياً ببناء جهاز استعراض يسمى Sparc في ولاية ماساتشوستس، حيث تتوقع تشغيله في أواخر عام 2026، وإذا سارت الأمور بشكل جيد، ستبدأ في بناء Arc، محطة الطاقة التجارية الخاصة بها، في ولاية فرجينيا في عام 2027 أو 2028.

يوجد نوعان رئيسيان من الأجهزة الانصهارية التي تستخدم الاحتجاز المغناطيسي: tokamaks وstellarators. تم افتراض فكرة tokamaks لأول مرة من قبل علماء سوفييت في الخمسينيات، ومنذ ذلك الحين، تم دراستها على نطاق واسع. يأتي tokamaks في شكلين أساسيين — على شكل كعكة دائرية مع شكل D وكرات صغيرة بها ثقب في المنتصف. يُعتبر Joint European Torus (JET) وITER من التجارب البارزة لأجهزة tokamaks; حيث عمل JET في المملكة المتحدة بين 1983 و2023، بينما من المتوقع أن تبدأ ITER العمليات في فرنسا في أواخر الثلاثينيات.

تعمل شركة Tokamak Energy، ومقرها المملكة المتحدة، على تصميم tokamak كروي. لا تزال الآلة التجريبية ST40 قيد التطوير، حيث تُعد واحدة من العديد من الجهود المبذولة لتحقيق الطاقة الانصهارية.

إن تحقيق الطاقة الانصهارية يمثل أملاً كبيراً في توفير طاقة نظيفة ومستدامة للمستقبل. رغم التحديات الكبيرة، فإن الاستثمارات المتزايدة في هذا المجال تشير إلى وجود رؤية واضحة للمستقبل. إن كانت هذه الشركات الناشئة قادرة على تخطي العقبات التقنية، فقد نشهد ثورة في كيفية توليد الطاقة في العقود القادمة.