مفاعل الإندماج

مفاعل الإندماج

الإندماج النووي صديق للبيئة، و عملياً سيكون مصدراً غير محدود للطاقة۔

تكنولوجيا، الإقتصاد المنزلي

ملصقات

مفاعل الإندماج, ITER, الاندماج النووي, مفاعل نووي, الطاقة النووية, الديوتيريوم, الترتيوم, حجرة المفاعل, بلازما, مولد, محول, توربينات, برج التبريد, توليد الكهرباء, مركز التحكم, فرنسا, طاقة, صديق للبيئة, حامل الطاقة, فيزياء الجسيمات, تاريخ العلوم, اختراع, تقنية, الفيزياء, كيمياء

الإضافات المتعلقة

مشاهد

ITER ، المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي

  • الكابلات الكهربائية
  • المحول
  • خزان الغاز
  • خزان النتروجين السائل
  • بناء الخدمة
  • بناء توكاماك - يتواجد مفاعل الإندماج في هذا المبنى۔ هذا مفاعل من نوعية توكاماك۔ داخل المفاعل نجد مغناطيس إلكتروني على شكل حلقة، الذي بمساعدته تحلق البلازما داخل المفاعل بشكل دائري۔ يتم تفاعل الإندماج في هذه البلازما التي حرارتها مئة مليون درجة مئوية تقريبا ً۔
  • مكاتب المختبر - هو مبنى تتواجد فيه المكاتب و المكتبة و قاعة المحاضرات و صالة المؤتمرات و المطعم۔
  • مركز التحكم
  • بناء موارد الطاقة الإحتياطية
  • برج التبريد
  • مبنى تحويل الطاقة المغناطيسية - هنا يتم تحويل التيار الوارد المتردد إلى تيار مباشر، هذا ما يحتاج إليه مفاعل توكوماك لتشغيل المغناطيسات الكهربائية الخاص به۔

مفاعل الإندماج

  • الملف اللولبي المركزي - مسؤول عن تشكيل المجال المغناطيسي بمساعدة اللفائف الحلقية و الدائرية۔ في هذا المجال المغناطيسي يتم تعويم البلازما التي بداخلها يحدث تفاعل الإندماج۔ من الضروري جعل البلازما تعوم بسبب درجة حرارتها العالية التي تصل تقريبا ً إلى مئة مليون درجة مئوية ،لذا لا توجد مادة تستطيع تحمل هذه الحرارة من دون أن تنصهر۔
  • الطبقة العازلة - نحتاج للطبقة العازلة لأن درجة حرارة البلازما الموجودة في المفاعل الذي يحدث داخلها تفاعل الإندماج تصل تقريباً إلى مئة مليون درجة مئوية۔
  • الحجرة الفراغية - هذا هو المكان الذي يتم فيه تشكيل البلازما التي حرارتها مئة مليون درجة مئوية و التي يتم بداخلها تفاعل الإندماج النووي۔
  • المنافذ
  • لفائف حلقية - مسؤولة مع الملف اللولبي المركزي و اللفائف الدائرية عن تشكيل المجال المغناطيسي۔ هذا هو المجال الذي يتم فيه جعل البلازما تعوم و هي التي يحدث فيها تفاعل الإندماج النووي۔ ضرورة جعل البلازما تعوم هي درجة حرارتها العالية التي تصل تقريبا ً إلى مئة مليون درجة مئوية وهذه الحرارة لايمكن لمادة أن تتحملها من دون أن تنصهر۔
  • لفائف دائرية - مسؤولة مع الملف اللولبي المركزي و اللفائف الحلقية عن تشكيل المجال المغناطيسي۔ هذا هو المجال الذي يتم فيه جعل البلازما تعوم و هي التي يحدث فيها تفاعل الإندماج النووي۔ ضرورة جعل البلازما تعوم هي درجة حرارتها العالية التي تصل تقريبا ً إلى مئة مليون درجة مئوية وهذه الحرارة لايمكن لمادة أن تتحملها من دون أن تنصهر۔
  • البلازما - غاز مؤين، يحدث بداخلها تفاعل الإندماج النووي إن كانت الظروف مناسبة۔ تبلغ حرارة البلازما في المفاعل مئة مليون درجة مئوية تقريبا ً۔ هذه الحرارة المرتفعة ضرورية من أجل طاقة التنشيط الكبيرة لتفاعل الإندماج النووي۔ نحصل على الحرارة العالية بواسطة أشعة الميكروويف و الكهرباء۔ عند بدء تفاعل الإندماج النووي تصبح البلازما مكتفية ذاتيا ً بسبب الطاقة المنطلقة، أي لا نحتاج لإدخال طاقة من الخارج مرة أخرى۔

مبدأ العمل

  • نظام تسخين بالأشعة الميكروويفية - تبلغ حرارة البلازما في المفاعل مئة مليون درجة مئوية تقريبا ً۔ هذه الحرارة المرتفعة ضرورية من أجل طاقة التنشيط الكبيرة لتفاعل الإندماج النووي۔ نحصل على الحرارة العالية بواسطة أشعة الميكروويف و الكهرباء۔ عند بدء تفاعل الإندماج النووي تصبح البلازما مكتفية ذاتيا ً بسبب الطاقة المنطلقة، أي لا نحتاج لإدخال طاقة من الخارج مرة أخرى۔
  • المغناطيسات الكهربائية - تخزين البلازما التي حرارتها تقارب المئة مليون درجة غير ممكن إلا عن طريق جعلها تعوم۔ هذا ما تؤمنه المغناطيسات الكهربائية۔
  • حجرة المفاعل
  • البلازما - غاز مؤين، يحدث بداخلها تفاعل الإندماج النووي إن كانت الظروف مناسبة۔ تبلغ حرارة البلازما في المفاعل مئة مليون درجة مئوية تقريبا ً۔ هذه الحرارة المرتفعة ضرورية من أجل طاقة التنشيط الكبيرة لتفاعل الإندماج النووي۔ نحصل على الحرارة العالية بواسطة أشعة الميكروويف و الكهرباء۔ عند بدء تفاعل الإندماج النووي تصبح البلازما مكتفية ذاتيا ً بسبب الطاقة المنطلقة، أي لا نحتاج لإدخال طاقة من الخارج مرة أخرى۔
  • البخار - يتشكل البخار من الماء على أثر الحرارة الناتجة من تفاعل الإندماج النووي، الذي يستخدم لتوليد الكهرباء۔
  • الماء - يتشكل البخار من الماء على أثر الحرارة الناتجة من تفاعل الإندماج النووي، الذي يستخدم لتوليد الكهرباء۔
  • المولد
  • المحول
  • توربينات - هي التي تولد الكهرباء عن طريق البخار الواصل إليها۔

عملية الإندماج

خلال الإندماج النووي تتحد نواة ذرتين مما يؤدي لإصدار طاقة۔ إندماج نواتي الديوتيريوم و التريتيوم )نظائر الهيدروجين( هما الأنسب للحصول على طاقة۔ عملياً تتوفر كميات غير محدودة من الديوتيريوم و التريتيوم۔

يتكون الديوتريوم من بروتون و نيوترون واحد، بينما التريتيوم يتألف من بروتون و نيوترونين۔ خلال التفاعل تصطدم نوى ذرات الديوتيريوم و التريتيوم مما ينتج عنها نواة ذرة هيليوم و نيوترون و تتحرر طاقة۔ تفسير تحرر الطاقة هو ان الحجم الإجمالي لنواة الهيليوم و النيوترون المتحرر أصغر من حجم نواة الديوتيريوم و التريرتيوم المتحدة۔ وفقاً لمعادلة اينشتاين المشهورة ط = ك۔سر² فإن انخفاض كمية الحجم تظهر كطاقة۔ ط: هي الطاقة المتحررة۔ ك: الكتلة التي فقدت۔ سر : سرعة الضوء ) 300000 كم/سا (

طاقة تنشيط تفاعل الاندماج النووي كبيرة، لأنه يجب التغلب على قوى التنافر بين البروتونات۔ عند حدوث هذا التفاعل في النجوم يحدث تحت ضغط و حرارة هائلتين۔ الضغط في مفاعل توكماك اقل من الضغط الموجود في النجوم أما الحرارة فهي اعلى: عشرة أضعاف حرارة الشمس۔

الرسوم المتحركة

  • الملف اللولبي المركزي - مسؤول عن تشكيل المجال المغناطيسي بمساعدة اللفائف الحلقية و الدائرية۔ في هذا المجال المغناطيسي يتم تعويم البلازما التي بداخلها يحدث تفاعل الإندماج۔ من الضروري جعل البلازما تعوم بسبب درجة حرارتها العالية التي تصل تقريبا ً إلى مئة مليون درجة مئوية ،لذا لا توجد مادة تستطيع تحمل هذه الحرارة من دون أن تنصهر۔
  • الطبقة العازلة - نحتاج للطبقة العازلة لأن درجة حرارة البلازما الموجودة في المفاعل الذي يحدث داخلها تفاعل الإندماج تصل تقريباً إلى مئة مليون درجة مئوية۔
  • الحجرة الفراغية - هذا هو المكان الذي يتم فيه تشكيل البلازما التي حرارتها مئة مليون درجة مئوية و التي يتم بداخلها تفاعل الإندماج النووي۔
  • المنافذ
  • لفائف حلقية - مسؤولة مع الملف اللولبي المركزي و اللفائف الدائرية عن تشكيل المجال المغناطيسي۔ هذا هو المجال الذي يتم فيه جعل البلازما تعوم و هي التي يحدث فيها تفاعل الإندماج النووي۔ ضرورة جعل البلازما تعوم هي درجة حرارتها العالية التي تصل تقريبا ً إلى مئة مليون درجة مئوية وهذه الحرارة لايمكن لمادة أن تتحملها من دون أن تنصهر۔
  • لفائف دائرية - مسؤولة مع الملف اللولبي المركزي و اللفائف الحلقية عن تشكيل المجال المغناطيسي۔ هذا هو المجال الذي يتم فيه جعل البلازما تعوم و هي التي يحدث فيها تفاعل الإندماج النووي۔ ضرورة جعل البلازما تعوم هي درجة حرارتها العالية التي تصل تقريبا ً إلى مئة مليون درجة مئوية وهذه الحرارة لايمكن لمادة أن تتحملها من دون أن تنصهر۔
  • البلازما - غاز مؤين، يحدث بداخلها تفاعل الإندماج النووي إن كانت الظروف مناسبة۔ تبلغ حرارة البلازما في المفاعل مئة مليون درجة مئوية تقريبا ً۔ هذه الحرارة المرتفعة ضرورية من أجل طاقة التنشيط الكبيرة لتفاعل الإندماج النووي۔ نحصل على الحرارة العالية بواسطة أشعة الميكروويف و الكهرباء۔ عند بدء تفاعل الإندماج النووي تصبح البلازما مكتفية ذاتيا ً بسبب الطاقة المنطلقة، أي لا نحتاج لإدخال طاقة من الخارج مرة أخرى۔
  • نظام تسخين بالأشعة الميكروويفية - تبلغ حرارة البلازما في المفاعل مئة مليون درجة مئوية تقريبا ً۔ هذه الحرارة المرتفعة ضرورية من أجل طاقة التنشيط الكبيرة لتفاعل الإندماج النووي۔ نحصل على الحرارة العالية بواسطة أشعة الميكروويف و الكهرباء۔ عند بدء تفاعل الإندماج النووي تصبح البلازما مكتفية ذاتيا ً بسبب الطاقة المنطلقة، أي لا نحتاج لإدخال طاقة من الخارج مرة أخرى۔
  • المغناطيسات الكهربائية - تخزين البلازما التي حرارتها تقارب المئة مليون درجة غير ممكن إلا عن طريق جعلها تعوم۔ هذا ما تؤمنه المغناطيسات الكهربائية۔
  • حجرة المفاعل
  • البلازما - غاز مؤين، يحدث بداخلها تفاعل الإندماج النووي إن كانت الظروف مناسبة۔ تبلغ حرارة البلازما في المفاعل مئة مليون درجة مئوية تقريبا ً۔ هذه الحرارة المرتفعة ضرورية من أجل طاقة التنشيط الكبيرة لتفاعل الإندماج النووي۔ نحصل على الحرارة العالية بواسطة أشعة الميكروويف و الكهرباء۔ عند بدء تفاعل الإندماج النووي تصبح البلازما مكتفية ذاتيا ً بسبب الطاقة المنطلقة، أي لا نحتاج لإدخال طاقة من الخارج مرة أخرى۔
  • البخار - يتشكل البخار من الماء على أثر الحرارة الناتجة من تفاعل الإندماج النووي، الذي يستخدم لتوليد الكهرباء۔
  • الماء - يتشكل البخار من الماء على أثر الحرارة الناتجة من تفاعل الإندماج النووي، الذي يستخدم لتوليد الكهرباء۔
  • المولد
  • المحول
  • توربينات - هي التي تولد الكهرباء عن طريق البخار الواصل إليها۔

الرواية

خلال الإندماج النووي تتحد نواة ذرتين مما يؤدي لإنطلاق طاقة۔ إندماج الديوتريوم و التريتيوم هو أفضل إندماج نحصل عن طريقه على الطاقة۔ الديوتريوم يتكون من بروتون و نيوترون واحد، بينما التريتيوم يتألف من بروتون و نيوترونان۔ خلال التفاعل تصطدم نوى ذرات الديوتيريوم و التريتيوم مما ينتج عنه نواة ذرة هيليوم و نيوترون و تتحرر طاقة۔

بما أن بروتونات النوى الموجبة تتنافر نحتاج لطاقة منشطة كبيرة لجعل نوى الذرات تقترب من بعضها البعض بدرجة مناسبة ليحدث الإندماج النووي۔ عند حدوث التفاعل تتحرر طاقة أكثر من التي تم إدخالها و هذا ما يدعى بالأكسوترم أي مطلق للحرارة۔

الطاقة المنشطة التي يحتاجها الإندماج النووي الذي يحدث في النجوم يؤمنها الضغط الهائل و الحرارة الناتج عن الجاذبية۔

القوة التدميرية للقنبلة الهيدروجينية التي صممها إدوارد تيلر و ستانسلاف أولام أيضا تنتج عن الإندماج النووي۔ الطاقة المنشطة التي تحتاجها القنبلة الهيدروجينية تنتج عن إنفجار قنبلة ذرية۔

استخدام طاقة الإندماج النووي للأغراض السلمية في وقتنا الحالي غير ممكن۔ لقد تم بناء عدة مفاعلات تجريبية، لكن عمل هذه المفاعلات غير اقتصادي: عمل المفاعل يستهلك طاقة أكثر من التي يستطيع إنتاجها۔ في نفس الوقت فالتكنولوجيا الجديدة تعطي أملاً كبيراً في تغيير عمل المفاعلات النووية لأن التريتيوم و الديوتيريوم متوفران بكميات غير محدودة، ناتج هذا الإندماج هو الهيليوم النظيف الذي لا خطورة له، و ليس له تأثير مشع على الطبيعة، بالإضافة إلى هذا تنتج طاقة كبيرة من كمية صغيرة من الذرات۔

نتيجة للتضامن الدولي من المتوقع حدوث نتائج جديدة في طريقة بناء المفاعلات النووية۔ في عام 2006 بدؤوا ببناء المفاعل النووي الحراري في جنوب فرنسا۔ إسم المفاعل باللغة الإنكليزية ITER ۔

تفاعل الإندماج يتم في بلازما مكونة من الديوتريوم و التريتيوم، الغاز المؤين الذي يتكون من الإلكترونات المتحررة من الذرات و نوى التريتيوم و الديوتيريوم۔ نؤمن طاقة التنشيط بواسطة رفع درجة حرارة البلازما إلى ما يقارب المئة مليون درجة مئوية۔ بما أن جدار المفاعل عند هذه الدرجة الحرارية سينصهر يتم جعل البلازما تحوم بشكل دائري بمجال مغناطيسي۔ يتم تشكيل المجال المغناطيسي بواسطة مغناطيس إلكتروني على شكل حلقة۔ هذا المفاعل الذي من هذا النمط يدعى مفاعل توكوماك۔ يحصلون على الحرارة المطلوبة بواسطة الكهرباء المار عبر البلازما و أشعة الميكرويف۔ عند درجة الحرارة المرتفعة جداً ينطلق الإندماج النووي۔ من المتوقع إنهاء بناء المفاعل في عام 2018 ۔

إستطاعة الـ ITER ستكون 500 ميغا واط كل 400 ثانية و نحصل على هذه الطاقة بإستخدام 50 ميغا واط لتوليدها۔ لم يصمم الـ ITER لتوليد الكهرباء الواسع الإستعمال و إنما لتطوير و تجريب التكنولوجيا اللازمة لذلك، و لكن بالرغم من هذا يتم تصميم المفاعل التجريبي الذي تصل إستطاعته إلى 2000 ميغا واط۔

هناك سبع دول تلعب دوراً في إنشاء الـ ITER هي: الإتحاد الأوروبي، الولايات المتحدة، كوريا الجنوبية، الهند، الصين و روسيا۔ التكلفة النهائية للمشروع تقريباً 16 مليار يورو و التي يتحمل نصفها الإتحاد الأوروبي۔ هذا التضامن ربما سيحقق القدرة على تحمل إزدياد إستخدام الطاقة من قبل البشرية في المستقبل بواسطة تقنيات آمنة و غير ملوثة للبيئة بطريقة مستمرة۔

الإضافات المتعلقة

أنواع النجوم

توضح الرسوم المتحركة عملية تطور النجوم المتوسطة و الكبيرة الحجم۔

الشمس

قطر الشمس يفوق قطر الأرض بحوالي 109 مرات۔ و تتألف معظم كتلتها من الهيدروجين۔

الجسيمات الأولية

بنية المواد هي الكواركات و الليبتونات و البوزونات القياسية۔

محطة الطاقة النووية

يجري توليد حوالي 40% من الطاقة الكهربائية المنتجة في هنغاريا في محطة الطاقة النووية في مدينة باكش۔

تفاعل سلسلي

الطاقة المنبعثة من الإنشطار الذري يمكن أن تستخدم لأغراض سلمية و حربية۔

تشكل جزيئات الهيدروجين

ترتبط ذرات الهيدروجين الموجودة داخل جزئ الهيدروجين مع بعضها بروابط تساهمية۔

النشاط الإشعاعي

تسمى عملية اضمحلال نوى غير مستقرة بالنشاط الإشعاعي۔

القنبلة الذرية، 1945

لقد ساهم علماء مجريون في تطوير إحدى أكثر الأسلحة تدميرا في التاريخ۔

مسابر فوياجر الفضائية

غادرت مسابر فوياجر النظام الشمسي۔ تقوم بجمع معلومات عن الفضاء الخارجي و تحمل معها معلومات عن البشرية۔

تجربة رذرفورد

بواسطة تجربة رذرفورد تم برهان وجود النواة الموجبة الشحنة۔ خدمت النتائج وضع نموذج ذري جديد۔

محول

المحول هو عبارة عن جهاز يستخدم من أجل تغيير توتر التيار الكهربائي۔

تطوير الميكانيكا السماوية

يلخص المشهد أعمال الفيزيائيين و علماء الفلك التي كونت نظرتنا عن الكون۔

أنواع الأقمار الصناعية

يمكن أن تستخدم الأقمار الصناعية الدائرة حول الأرض لأغراض حربية أو مدنية۔

الميزات الجغرافية - علم الفلك

يوفر نظامنا الشمسي العديد من الأمور المثيرة للاهتمام بالنسبة لنا۔

سبوتنيك -1 1957

القمر الإصطناعي السوفيتي الصنع كان أول أداة تم إيصالها الى الفضاء الخارجي من الأرض – في تشرين الأول 1957 – ۔

بعثة داون

ستساعدنا دراسة سيريس و فيستا على معرفة المزيد عن التاريخ المبكر للنظام الشمسي و تكون الكواكب الصخرية۔

بعثة نيو هورايزونز

تم إطلاق المسبار الفضائي نيو هورايزونز في عام 2006 م، بهدف دراسة بلوتو و حزام كايبر۔

قوانين كبلر

يوهان كبلر قام بصياغة القوانين الثلاثة المهمة الواصفة لحركة الكواكب۔

محطة طاقة الرياح

تحول الطاقة الحركية للهواء إلى طاقة كهربائية ۔

كيف يعمل لوح الطاقة الشمسية، مجمع الطاقة الحرارية للشمس؟

يمكننا الإستفادة من طاقة الأشعة الشمسية بواسطة مجمع الطاقة الحرارية للشمس و لوح الطاقة الشمسية۔

محطة الفضاء الدولية

تؤمن المحطة الفضائية الدولية التي بنيت بمساهمة 16 دولة التواجد البشري المستمر في الفضاء۔

مكوك فضائي

تعتبر المكوكات الفضائية تلك الوسائل الفضائية التي استعملتها وكالة الفضاء الأمريكية ناسا وتصلح لنقل الإنسان عدة مرات إلى الفضاء الخارجي۔

شبكة إمدادات الكهرباء

تؤمن وصول الكهرباء من محطات توليد الطاقة إلى المستهلكين۔

محطة الطاقة الشمسية الجهدية

تولد تيار كهربائي باستعمال طاقة الأشعة الشمسية۔

الطاقة الكهرمائية، سد هوفر، الولايات المتحدة الأمريكية

سمي السد الضخم الذي بني على نهر الكولورادو في الولايات المتحدة الأمريكية باسم أحد الرؤساء الأمريكيين۔

محطة طاقة حرارية أرضية

تقوم محطة الطاقة الحرارية الأرضية بتحويل الطاقة الحرارية للماء ذو الضغط العالي الموجود في الطبقات العميقة من الأرض إلى طاقة كهربائية۔

مختبر ماري كوري

كانت ماري كوري الحائزة على جائزة نوبل هي المرأة الأكثر شهرة في تاريخ العلوم۔

رحلة يوري جاجارين، 1961 م

كان جاجارين الذي أنطلق بتاريخ 12 أبريل 1961 من قاعدة بايكونور السوفيتية بواسطة سفينة الفضاء فوستوك - 1 ، رائد الفضاء الأول۔

عنفة مائية، مولد

يحول الطاقة الحركية للماء إلى طاقة كهربائية۔

محطة توليد طاقة الغاز الحيوي

من الممكن توليد الغاز الحيوي من المواد العضوية المختلفة (السماد و الأجزاء النباتية و النفايات العضوية) بمساعدة البكتيريا۔ الغاز الحيوي هو خليط من غاز...

محطة طاقة المد والجزر

تقوم باستعمال تغير مستوى البحر اليومي، أي ظاهرة المد والجزر لغرض إنتاج التيار الكهربائي۔

تلوث البيئة

نسمي الآثار السلبية للمجتمع البشري على البيئة الطبيعية بالتلوث البيئي۔

Added to your cart.