الخميس، 12 فبراير، 2009

الآلة التي ستنقذ العالم

حكاية عالم من هذا الزمان في مكتب خالٍ من الناس تقريبا يقع في مرآب إحدى الشوارع الإنكليزية الهادئة، ثمة شيء ما طموح للغاية في دماغ الفيزيائي ميتشيل لابيرغ الكندي الفرنسي البالغ من العمر 47 عاما، هذه الأعوام التي قضاها في التعليم العالي لفيزياء الانشطار النووي وأبرقت في ذهنه فكرة البحث عن المصدر النهائي للطاقة، هذه الفكرة التي لم تنل أي تأييد أو تشجيع من أحد، حتى من أولئك الذين يعرفون طموح لابيرغ باعتبار الفكرة غير محتملة جدا. لكن تاريخ العلوم والاكتشافات لطالما انحاز لأولئك الذين حملوا الأفكار غير المحتملة "جدا"، واستطاعوا في النهاية كتابته وتدوين نجاحات كانت في زمانها موضوعات لا يمكن التقرب منها، أو حتى التفكير بإمكان إثباتها. من ينظر إلى الماكينة التي يريد بها لابيرغ إنقاذ العالم، تترك لديه انطباعاً وكأنها واحدة من آلات التعذيب المستخدمة في أقبية سجون القرون الوسطى: كرة معدنية تحيطها من كل الجوانب القضبان من المعدن نفسه مشطورة باسطوانتين طويلتين وفي الزاوية اليمنى ثمة مقياس للإشارات.
تمويل خاص
بدأ لابيرغ العمل في مختبره الصغير وهو في حقيقة الأمر مكتب ومختبر في وقت واحد، موظفا تمويلا شخصيا لم يتجاوز مليوني دولار، أهدر معظمها في بناء محطة كهرباء صغيرة للإنشطار النووي. بدت فكرته معتوهة للكثيرين، فالانشطار النووي عملية معقدة جدا بالنسبة الى دول كبرى حاولت جاهدة الحصول عليه وكذلك إلى جامعات ضخمة. وقد تبدو الصور المعروضة غير حقيقية لكندي يعمل في مرآب ليفتتح أهم الاكتشافات في الفيزياء الحديثة.
في التكنيك
استخدم لابيرغ الطريقة المعروفة لانشطار هدف ممغنط باستخدام تكنيك البلازما، وذلك بحصر الغاز في حقل مغناطيسي يضغط بقوة لتوليد الانشطار. هذه الطريقة تكلف الدول الكبرى على الأقل مائة مليون دولار، وعمل عشر سنوات للحصول على محطة توليد الكهرباء بالانشطار النووي. لغاية الآن قد ينجح لابيرغ وفريقه في توليد طاقة رخيصة، وبلا حدود تقريبا ومن دون نتائج كيميائية عرضية خطيرة، فالنفايات المشعة قصيرة الأجل وسرعان ما ينتهي مفعولها.
عمل مدهش
يصف هذا العمل مايك براون رئيس شركة فيوشن للطاقة التي ساهمت في تمويل المشروع اخيرا بأنه: “لو عملت ماكينة لابيرغ كما خطط لها، فاعتبروا أن جائزة نوبل ستهرع إليه”. ولكن في فترة ما، صرف لابيرغ وقته باهتمامات مزعجة مثل تجهيز المكتب وتأمين فندق للسكن، وإعداد الفريق المساعد وكان للرأسمال المحدود تأثيره على الأحلام الكبيرة للفيزيائي.
هذا الصبر اللافت
نذكر أن ميتشيل لابيرغ بدأ مشروعه منذ 20 سنة، أي حال حصوله على إجازة في علوم الفيزياء ( الدكتوراه التي حصل عليها كانت في مجال الانشطار النووي)، وبقيت أحلامه مستيقظة، على الرغم من “متاعب منتصف العمر”، وأهدر 11 سنة في تصنيع الأدوات الميكانيكية الدقيقة جدا، وفي النهاية أنتج ماكينة بسرعة موفقة ومبتكرة ولم يسبقه أحد لمثيلها. أجرى كل تجاربه في الغابات النائية لكولومبيا حيث عثر على جزيرة غير مأهولة عاش فيها أربع سنوات متواصلة، وصرف فيها 800 ألف دولار من أمواله الشخصية ليحصل على الفشل الكامل في إنتاج الانشطار النووي، الذي اعتقد الكثيرون أن “الانشطار كان في دماغه فحسب”. منعت الحكومات بحثه، وفقد أصدقاءه وأهله وعائلته، ولكنه بعد كل فشل يظهرعلى السطح داعماً بالبرهان تلو الآخر فكرته التي اعتبرها أشد المتعاطفين معه كواحدة من أفكار الخيال العلمي، على الرغم من أن التقنية التي استخدمها بسيطة لأي فيزيائي درس عمليات الانشطار.
البحث يتقدم وينتصر!
عام 2006 حقق النجاح اللافت الأول بإثباته أن النبض الهائل من الكهرباء يمكن الحصول عليه من الموجات المهتزة الناتجة عن ضغط البلازما بسرعة وقوة كافيتين لتوليد ردة الفعل للانشطار (مهما كان صغيرا). وهنا ظفرت فكرته بالقبول العلمي في أنّه بالإمكان الحصول على طاقة كهربائية صغيرة جدا بدلا من الكهربائية العالية الغالية جدا، وأن فكرة تحطيم البلازما هي الأكثر مثالية في تحقيق ذلك.لم يكن تقنية عالية جدا تنظيم الاصطدام الهوائي (ولو بالمصادفة) بحاوية البلازما الخارجية للحصول على موجات الاهتزاز. ويشدد لابيرغ على أن فكرته مختلفة تماما عما يحصل في مجال توليد الكهرباء في العالم، ويضيف: “سأتخلص من 100 كيلوجول من الطاقة وبواسطة نانوجول واحد سأسحق البلازما للحصول على الكثافة العالية لأخرج بضعة نيوترونات كافية لإحداث الانشطار وسأطلق عليه: نيوتروني التسويقي للمصلحة العامة”.
اعتراف العلماء
كم من الطاقة استطاع لابيرغ التقشف لإنجاز “الربح الصافي” لنيوترونه الذي كما لو كان يعمل “خارج الطاقة”! علق على إنجازه ريتشارد سيمون أستاذ الفيزياء في جامعة نيفادا والمدير السابق لمختبر الانشطار الوطني في لوس آلموس: “لكي نحصل على الانشطار نستخدم نظائر الهيدروجين المشعة كوقود وينبغي أن تحمـّل بظرف 270 مليون درجة ف ، أما البلازما المضغوطة كطريقة بديلة تجعلنا نتخيل ما الكمية الهائلة من الكهرباء التي سنحصل عليها”.
طاقة البحر الهائلة
بينما يعتقد لابيرغ أن “طاقته” أفضل في المنافسة لأن قوة الانشطار الفعالة التي حصل عليها تتطلب قدرة كهربائية أقل بكثير من الطرق التقليدية، كما أن وقود الانشطار (المكون من التريتيوم والديتيريوم) وفير ورخيص، فنظائر الديتريوم المشعة موجودة في ماء البحر. ويمنح فكرة مدهشة أخرى بقوله أن غالوناً واحداً من ماء البحر له طاقة تعادل 30 غالوناً من الغازولين. أما التريتيوم فهو مشع بشكل معتدل ويملك 12 سنة كمتوسط عمر، وهو أصلب في حالة اشتقاقه من الليثيوم، مشيرا إلى أن الاحتياطي الأكبر للتريتيوم موجود في كندا.
في الميكانيك
الأنبوب المعدني في الماكينة يتمدد نحو المكبس الأول ليتم تسكين المفاعل بمشغل بخار العامل، بشكل آلي كل ثانية لخلق موجة الاهتزاز التي تسبب ردة فعل الانشطار كما يفعل محرك الديزل الحراري النووي من دون تأثير مغناطيسي أو superconducting.
نظريات الانشطار
الانشطار في النظريات التقليدية يحصل باصطدام آيونين يندمجان في ذرة اثقل ليبعثا طاقة حرارية ترتبط بتوربين يخلق البخار الذي ينتج طاقة. هذه الأفكار كانت بفضل نشاطات مختبرات جامعة كامبردج في الثلاثينات ولم ينتبه إليها الكثيرون وقتذاك الى غاية الخمسينات، حيث اكتسبت زخما بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية ولاسيما بعد أن أثبت الانفجار النووي الأميركي في هيروشيما وناكازاكي أن بالإمكان استغلال الانشطار، بتصنيع سلاح مدمر غير تقليدي، وحينما أزال اختبار للقنبلة الهيدروجينية جزيرة كاملة من الوجود كانت تقع في المحيط الهادئ.
السمعة السيئة للانشطار النووي
هذه الأحداث المروعة وتأثير الصحافة ونشطاء السلام أثرت على سمعة نظريات الانشطار النووي، لأنها ظهرت باستخداماتها المدمرة، ولم يلتفت منتقدوها الى فوائدها في المجال السلمي، وسببت إحباطا كبيرا للكثير من الفيزيائيين ومنهم لابيرغ الذي عانت فكرته وفشله المتكرر من التاريخ السيئ للانشطار النووي.ولا يمكن أن يغفل التاريخ بحوث العالمين ستانلي ومارتن فليشمان بانشطار الفقاعات النووية وتجارب روسي تاليوراكان في جامعة بوردو عام 1986 حينما حققوا الانشطار في درجة حرارة الغرفة، غير أن أجهزتهم التي حملت بعض العيوب لم تظهر النتائج بالدقة الكافية، ومع ذلك دعتهم وزارة الطاقة الأميركية لكي يواصلوا نشاطاتهم في مختبراتها وعملوا بالفعل في مجال الاهتزازات فوق الصوتية لدفع الفقاعات النووية للانشطار.
المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي
هذه الايام هناك نشاط كبير يحدث حول العالم في مجال التجارب الخاصة بالانشطار النووي. ويبدو أن كل المجموعات العلمية والمختبرات الرصينة تهتم بـ “الطرق البديلة” والخارجة من النماذج التي كانت سائدة. وربما سيظهر نتاج عملهم في مشروع المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي الذي تساهم فيه أغلب الدول النووية الرئيسية في العالم ( الائتلاف شكلته 7 حكومات هي الولايات المتّحدة، روسيا، اليابان، الصين، الهند، كوريا الجنوبية والاتحاد الأوروبي) بمبادرة من وكالة الطاقة الذرية الدولية. وتم القرار أخيراً ببنائه في جنوب فرنسا عام 2009.
جاليات البلازما
عودة إلى لابيرغ ومشروعه الطموح، فهو أحد جاليات البلازما وأنصارها في عملية خلق الانشطار النووي، لكنه ينظر بسخرية إلى المشروع الدولي الذي يعتبره نتاج أفكار العلماء الفيزيائيين قبل 40 سنة، ويصفه بالمشروع القبيح الذي سيجهز الوقود من الفجوات، بينما يفترض الحصول على مصادر الطاقة من هذه الفجوات، كما يعتقد أن ما يقوله هو الاختراق الجدي في إنتاج الطاقة. التحدي التقني يكمن في عدم الاستقرار بين البلازما، ومبطن الليثيوم الرئيسي الذي يمكنه أن يبرد البلازما ويمنعها من الوصول إلى درجة حرارة كافية لإحداث الانشطار. وبحسب لابيرغ يمكن إنتاج 500 مليون واط من انشطار يستغرق 300 – 500 ثانية وهو أكثر بعشر مرات من فكرة وضع الحصول على الطاقة كردة فعل للانشطار. ويعتبر أن المشروع الدولي لن يكون أكثر من محطة لتوليد الكهرباء تعمل لعشرين سنة قبل تحولها إلى تذكار.
أكثر الأفكار تعقيدا
الأفكار الصحيحة ليست دائما جيدة، فالحقول المغناطيسية حسب نظرية الـ superconductive غالية جدا ولها عيوب نظرية تشبه الذي يعلمك الطيران بطرق المشي. وبالمناسبة أن اعتراض لابيرغ على المشروع الدولي يختصر أكثر المشاكل المعقدة في الفيزياء. فالموهبة الاستثنائية التي يملكها التي جمعت ما بين الميكانيكا والفيزياء، غير عادية وطوال تاريخ الفيزياء لم تظهر النظريات العظمى بتجميع ائتلاف من علماء عدة دول، بل كانت ظفر النابهين الفرديين وصبرهم المُحال.
زعيم الانشطار النووي
منذ عام 1982، وبعد خطة الكونغرس في دعم البرامج النووية، تحولت الولايات المتحدة، لا سيما مختبر لوس آلموس إلى زعيم العالم في بحوث الانشطار النووي، وعمل لديها واحد من ثلاثة من علماء أوروبا وواحد من اثنين من علماء اليابان.
كيف سيعمل؟
على الأرجح سيستخدمون غرفة البلازما المصممة بطريقة الـ Tokamak، وهو مختصر صوتي للعبارة الروسية “غرفة الحلزونات المغناطيسية” التي تبدو مثل الكعكة العملاقة التي تنتج حقولا مغناطيسية ضخمة تؤثر على البلازما بعيدا عن جدران الغرفة، ثم يسلطون على البلازما موجات راديو وأشعة النيوترون ليسببوا الانشطار النووي.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق