ما الذي يجعل النجوم تسطع
تحمل كل النوى شحنة موجبة فتتنافر، لكنها في الحرارة والضغط الشديدين تقترب بما يكفي لتربطها القوة النووية الشديدة. والنواة الناتجة أخف قليلًا من النواتين اللتين كوّنتاها، وتتحول الكتلة المفقودة إلى طاقة وفق معادلة أينشتاين E=mc². اقترح آرثر إدينغتون عام 1920 أن اندماج الهيدروجين مصدر طاقة الشمس، ووضع هانز بيته دورات الاندماج النجمي عام 1939 ونال لاحقًا جائزة نوبل. ويبلغ قلب الشمس نحو 15 مليون درجة، لكن ضغط جاذبيتها الهائل يتيح الاندماج. أما العناصر الأثقل من الحديد فتتكوّن أساسًا في المستعرات العظمى واندماج النجوم النيوترونية.
بناء نجم على الأرض
من دون جاذبية الشمس يجب تسخين الوقود فوق 100 مليون درجة، وهناك طريقتان رئيسيتان لحصر هذه البلازما: التوكاماك الحلقي الذي طوّره الاتحاد السوفيتي في الخمسينيات ويحبسها بمجالات مغناطيسية قوية، ومرفق الإشعال الوطني الأمريكي (NIF) الذي يسحق كبسولة وقود في لحظة بـ192 شعاع ليزر (الحصر بالقصور الذاتي). وفي ديسمبر 2022 أنتج NIF طاقة قدرها 3.15 ميغاجول من 2.05 ميغاجول من الليزر، فكان أول إشعال اندماجي. وحافظ التوكاماك الكوري فائق التوصيل KSTAR، الملقّب بالشمس الاصطناعية الكورية، على بلازما بحرارة 100 مليون درجة مدة 48 ثانية عام 2024.
تحديات طاقة الاندماج
يمكن استخلاص الديوتيريوم من مياه البحر، ولا يطلق الاندماج ثاني أكسيد الكربون، وبخلاف الانشطار لا يعرف التفاعل المتسلسل الجامح ويخلّف نفايات طويلة العمر أقل بكثير، ولذلك يُقدَّم طاقةً حلمًا لتحقيق الحياد الكربوني. لكن إشعال NIF ظل بعيدًا عن الكهرباء التي استهلكها نظام الليزر كله، ولم تُحلّ بعد مسائل المواد التي تصمد أمام قصف النيوترونات وإنتاج التريتيوم النادر. أما ITER الذي تبنيه في فرنسا سبعة أعضاء منهم الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة والصين وكوريا، فقد أعاد جدولة خطته عام 2024 لبدء التشغيل عام 2034 وتجارب الديوتيريوم والتريتيوم الكاملة عام 2039، فيما تعد شركات ناشئة بمحطات تجريبية في الثلاثينيات.
الأسئلة الشائعة
- ما الفرق بين الاندماج والانشطار (الطاقة النووية)؟
- الانشطار يشطر نوى ثقيلة كاليورانيوم، أما الاندماج فيوحّد نوى خفيفة، ولا يمكن أن يجمح في تفاعل متسلسل، ويخلّف نفايات مشعة طويلة العمر أقل بكثير.
- متى ستصل كهرباء الاندماج إلى الشبكة؟
- تتباين التوقعات، لكن الخرائط الحكومية تستهدف عمومًا نحو عام 2050، وتَعِد بعض الشركات الخاصة بالثلاثينيات، وهو أمر لم يُثبت بعد.
تاريخ مراجعة المصادر: 2026-10-26
المراجع
- Bethe, H. A. (1939). Energy production in stars. Physical Review, 55(5), 434–456.
- Abu-Shawareb, H., et al. (Indirect Drive ICF Collaboration) (2024). Achievement of target gain larger than unity in an inertial fusion experiment. Physical Review Letters, 132, 065102.
- ITER Organization (2024). ITER Research Plan and baseline update. iter.org.