تقنية الليزر

درست إمكانية إمداد الوقود الاندماجي بالطاقة اللازمة للاندماج عن طريق قذفه بشعاع ليزر ذي طاقة قوية. نبين في الشكل (1) تصميم مفاعل اندماجي مستقبلي يبنى على فكرة استخدام الليزر لتسخين كريات من الديوتيريوم التريتيوم. حيث تحقن كريات Pellets الوقود المجمدة (Frozen) خلال فراغ في دوامة في بركة من الليثيوم الذائب. ثم تطلق نبضة قوية من الليزر للتصادم مع كرية الوقود عند مركز الوعاء. ويحدث انفجار نووي حراري داخلي (Implosion) مصغر Thermonuclear Microexplosium. من وجهة النظر النموذجية إن انفجار كرية وقود واحدة يتولد عنه طاقة قدرها حوالى 10⁸ جول (وهذا يكافئ انفجار Kg25 من المتفجرات العالية الجودة) فإذا ما حدثت هذه الانفجارات بمعدل 30 انفجار في الثانية فإن المفاعل سينتج طاقة قدرها 10⁸ ×3  وات من الطاقة الحرارية والتي تعادل حوالي 1000 ميجاوات من اللاقة الكهربية.

وتظهر طاقة الانفجار الحراري نووي للكرية على شكل عدة صور. فغي حالة انفجار كرية ديوتيريوم - تريتيوم فإن حوالي %75 من الطاقة تظهر على شكل نيوترونات سريعة، %24 على شكل جسيمات مشحونة سريعة و1% على شكل أشعة X . لقد وجد أنه من السهل تصميم وعاء يستطيع تحمل طاقة الانفجار. ويرجع ذلك إلى أن القوة المؤثرة على الحوائط تتناسب مع الجذر التربيعي للكتلة المنفجرة. وحيث أن كتلة الكرية تساوي تقريباً 1/10⁶ من الكتلة المكافئة للمتفجرات التقليدية فإن قوة الانفجار المؤثرة على الحائط تعتبر مهملة وكأن الانفجار النووي عبارة عن انفجارات الألعاب النارية.

يتم امتصاص طاقة الانفجار بواسطة الليثيوم والفقاعات الغازية المنتشرة فيه والتي تطلق عن طريق حلقة عند قاعدة الإناء (أنظر الشكل (1) ثم تنتقل هذه الطاقة بواسطة الليثيوم إلى المبادل الحراري التقليدي أو باستخدام منظومة البوتاسيوم - البخار الثنائية لزيادة الكفاءة.

الشكل (1)

وهناك العديد من هذه التقنيات منها مفاعل أنتاريس Antares الموجود في لوس الموس بأمريكا.

مواضيع ذات صلة

أنواع أخرى من المفاعلات

تصاميم مفاعلات متقدمة

انواع المفاعلات النووية

اضطرابات السمت

لماذا طاقات أعلى؟

معجلات الطاقة الفائقة الإرتفاع

التطوير التاريخي للمعجلات

الحقل المغناطيسي وتأثيراته في البلازما والحقول الأخرى

انعطاف صغير عند النجوم

ما الحرارة في الاندماج النووي

التسخين بالحقن بذرات متعادلة

الاندماج النووي في المختبر