معهد بحوث الأمن القومي

هيدي سيغف

من المتوقع أن يزداد استهلاك الطاقة على الأرض في العقود القادمة بسبب نمو سكان العالم والنمو الاقتصادي والصناعي للدول النامية، ولا سيما الهند والصين، ومن عام 2020 يتم إنتاج أكثر من 80% من طاقة العالم عن طريق حرق الوقود الأحفوري، لكن هذه الطريقة تخلق غازات دفيئة، مما يؤدي إلى الاحتباس الحراري.

لذلك، على مدى عدة عقود، بذلت محاولات في العالم لإيجاد بدائل لإنتاج الطاقة، وهي غير ملوثة والتي ستعرف كيفية تلبية الاحتياجات المتزايدة للإنسانية والحاجة المتزايدة للدول لأمن الطاقة.

أحد البدائل هو إنتاج الطاقة من الاندماج النووي، وفي هذه الطريقة، يتم إنتاج الطاقة نتيجة اندماج نوى الذرة في نواة أكبر، وعلى سبيل المثال، اندماج ذرات الهيدروجين في الهيليوم هو العملية التي تحدث بشكل طبيعي في قلب الشمس، وذلك بفضل قوة الجاذبية الهائلة، ويتم إطلاق الطاقة الهائلة على شكل حرارة، مما ينتج عنه ضوء الشمس الذي يصل إلى الأرض.

من المزايا المهمة للانصهار النووي: أمانه العالي مقارنة بطرق إنتاج الطاقة الأخرى، وعلى عكس الانشطار النووي، أي تكسير ذرة كبيرة إلى ذرات صغيرة، وهي العملية التي تحدث في مفاعلات الطاقة النووية في العالم، في عملية الاندماج يتم إنتاج المزيد من الطاقة ولا يتم إنشاء أي نفايات مشعة.

عيب هذه الطريقة هو أنه من الصعب تنفيذها في ظل ظروف خاضعة للرقابة، ولا تسمح درجات الحرارة العالية جداً اللازمة لتنفيذ هذه العملية بالاحتفاظ بها في حاوية مادية، لذلك يلزم استخدام الحقول المغناطيسية الضخمة لاحتواء الوقود المسخن.

يحاول الباحثون إعادة إنشاء عملية الاندماج النووي بشكل فعال، وهي الآلية التي يتم من خلالها إنشاء الطاقة في لب الشمس، وبالتالي تزويد العالم بكميات كبيرة من الكهرباء بطريقة نظيفة.  

حتى السنوات القليلة الماضية، ركزت الأبحاث على طريقتين لإجراء الاندماج النووي: واحدة عن طريق إسقاط أشعة الليزر الكبيرة والقوية التي تسبب ضغط الهيدروجين، والثاني في منشأة تسمى Tokamak -تنشيط مجال مغناطيسي قوي حول الوقود المناسب.

اليوم، هذه الطريقة أقرب إلى الوصول إلى توازن طاقة إيجابي -أي أن إجمالي الطاقة المنتجة من العملية أكبر من الطاقة المستثمرة فيها، وخلال قمة جنيف في نوفمبر 1985، قرر رئيس الولايات المتحدة، رونالد ريغان، وزعيم الاتحاد السوفيتي، ميخائيل غورباتشوف، أن القضية تتطلب جهداً دولياً، وأعلنا بشكل مشترك عن إنشاء مشروع أبحاث الاندماج النووي المعروف كمفاعل الاندماج النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER).

يشارك في هذا المشروع الذي يستخدم طريقة التوكاماك 35 دولة وتقوده الولايات المتحدة والصين والهند وكوريا الجنوبية واليابان وروسيا والاتحاد الأوروبي.

بدأت الصين، التي تقدر مساهمتها في مشروع ITER الذي انضمت إليه في نوفمبر 2006 بحوالي 9% فقط، العمل بشكل مستقل على الاندماج النووي منذ منتصف القرن الماضي، مع إنشاء المعهد الجنوبي الغربي للفيزياء في عام 1965 (مرر)، وفي ديسمبر 2020، بدأت منشأة Tokamak HL-2M العمل، والتي تستخدم غاز الهيدروجين والديوتيريوم لخلق "شمس اصطناعية".

منشأة أخرى لأبحاث الاندماج النووي هي محطة توكاماك التجريبية المتقدمة فائقة التوصيل (EAST) التي تعمل منذ عام 2006 في إطار الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS)، وفي مايو 2021، قيل إنه حطم الرقم القياسي العالمي عندما وصلت درجة حرارة البلازما 120 مليون درجة مئوية لمدة 101 ثانية، وحطمت المنشأة رقماً قياسياً آخر في ديسمبر 2021 عندما وصلت درجة حرارة البلازما 70 مليون درجة مئوية لمدة 1056 ثانية.

أيضاً، في هذه الأيام، سيتم بناء مفاعل نووي مبتكر يُعرف باسم مفاعل اختبار هندسة الاندماج الصيني (CFETR) في الصين، حيث سيتم استخدام الحقول المغناطيسية القوية لإنتاج البلازما أو الغاز الساخن، ويتكون هذا المشروع من ثلاث مراحل، حيث سيتم الانتهاء في المرحلة الأولى من بناء المفاعل بحلول عام 2035، وفي المرحلة الثانية، ستبدأ تجارب الاندماج النووي وفي المرحلة الثالثة، بتاريخ 2050، من المتوقع أن تنتج الصين الكهرباء من الاندماج النووي.

كما أن الغرب، بالطبع، منخرط بشدة في تحقيق اختراقات في هذا المجال، وفي آب (أغسطس) 2021، نجح العلماء في مرفق الإشعال الوطني بالولايات المتحدة (NIF) في كاليفورنيا في خلق حوالي 70٪ من الطاقة المستثمرة في الاندماج، وفي المملكة المتحدة، حيث يعمل مشروع Torus الأوروبي المشترك (JET)، تمكن العلماء من إنتاج 59 ميغا جول من الطاقة لمدة 5 ثوان كجزء من تجربة أجريت في ديسمبر 2021 -ضعف الرقم القياسي السابق من عام 1997.

مشروع بريطاني آخر هو STEP، والذي يهدف إلى ربط مفاعل نووي، قيد التطوير حالياً، بشبكة الكهرباء في البلاد في عام 2040، ويجري حالياً بناء مفاعل الأبحاث الخاص بمشروع ITER في فرنسا، بمساعدة جميع البلدان الـ 35 الشريكة في المشروع، ومن المتوقع أن تبدأ التجارب الأولية في ديسمبر 2025.

وتجدر الإشارة إلى أن هناك عدداً من المشاريع الخاصة المبتكرة، التي تحاول تحقيق الاندماج النووي باستخدام طرق مختلفة، والتي يوحدها النطاق الأصغر بكثير للمنشآت، ووجد تقرير صدر في عام 2022 صادر عن Fusion Industry Association 33 شركة في جميع أنحاء العالم تم استثمار ما يقرب من 4.86 مليار دولار فيها -بزيادة قدرها 139 % عن عام 2021.

تهدف بعض هذه الشركات إلى تحقيق ربح صافٍ من الطاقة بالفعل في منتصف العقد الحالي، ومن المتوقع أيضاً أن يزداد عدد الشركات الخاصة العاملة في هذا المجال في السنوات القادمة، ويذكر التقرير أن الشركة الناشئة N.T.TAO هي الممثل الإسرائيلي الوحيد بين الشركات.

النمو السكاني لا يوقف "إسرائيل" أيضاً، ومن المقدر أنه بحلول عام 2050 سيصل عدد سكان البلاد إلى حوالي 17.5 مليون نسمة، بالإضافة إلى ذلك، اعتباراً من عام 2020، بلغ متوسط انبعاثات غازات الاحتباس الحراري للفرد الواحد في "إسرائيل" حوالي 8.5 طن سنوياً.

على خلفية الأهمية المتزايدة لمكافحة الاحتباس الحراري ونحو مشاركته في مؤتمر غلاسكو (نوفمبر 2021)، أعلن رئيس الوزراء الإسرائيلي نفتالي بينيت في أكتوبر 2021 عن خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى الصفر بحلول عام 2050.

من بين الإجراءات التي اتخذتها "إسرائيل" حول هذا الموضوع، يمكن أن نذكر برنامج دعم للابتكار المناخي وإنشاء مؤتمر للابتكار والتكنولوجيا حول المناخ تحت قيادة رئيس الوزراء.

أصدرت وزارة الطاقة بالفعل دعوة لإنشاء اتحاد من المؤسسات البحثية بقيادة الجامعة العبرية وجامعة تل أبيب ومركز الأبحاث النووية (MMG)، وتنوي في المرحلة التالية إنشاء اتحاد وطني في "إسرائيل" معهد أبحاث في مجال الاندماج النووي باستثمارات تقارب 30 مليون شيكل.

ملخص..

سيستغرق الإنتاج الفعال للطاقة من الاندماج النووي وتطبيقه العملي وقتاً طويلاً.

في مؤتمر جلاسكو، أعلنت الصين والولايات المتحدة في بيان مشترك أنهما ستتعاونان لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري خلال العقد الحالي.

تعاون الاثنان بالفعل من قبل عندما تم الإعلان في عام 2019 عن قيام فرقهما المشتركة بإجراء بحث مشترك نجحا فيه في محاصرة البلازما داخل مجال مغناطيسي قوي لمنع انتشارها.

في أغسطس 2022، أعلنت الصين أنها ستعلق التعاون مع الولايات المتحدة في قضايا المناخ، وذلك بعد زيارة رئيسة مجلس النواب الأمريكي، نانسي بيلوسي، لتايوان، وهي خطوة زادت من التوترات المتزايدة بين البلدين، لكن خلال اجتماع رئيسي الولايات المتحدة والصين (نوفمبر 2022)، أعلن الاثنان أنهما سيعودان للتعاون بشأن هذه القضية.

الآن، من الضروري دراسة عواقب القتال في أوكرانيا والقيود المفروضة على روسيا في هذا السياق، على مشروع ITER وأوجه التعاون الأخرى التي قد تتأخر.

تمتلك "إسرائيل" ثروات كبيرة في مجال العلوم والابتكار، وقد يكون ذلك بمثابة عنصر مهم في تعزيز علاقاتها التكنولوجية مع الدول والشركات الغربية والصينية.

بالإضافة إلى مبادرات وزارة الطاقة، يوصى كبير العلماء في وزارة العلوم والتكنولوجيا وإدارة البحث وتطوير الأسلحة والبنية التحتية التكنولوجية (MPAAT) في وزارة الدفاع بإنشاء آلية وطنية لتعزيز البحث والتطوير المحلي في مجال الطاقة، وتوحيد جهود القطاع الحكومي والأكاديمي والقطاع الخاص.

هذا لتشجيع التقنيات الزرقاء-البيضاء ووضع "إسرائيل" كلاعب نشط في مجال الطاقة، لاستغلال مزاياها النسبية وتقوية روابطها السياسية والعلمية والتكنولوجية والاقتصادية حول العالم -إما كجزء من مشروع ITER أو كجزء من المشاريع الدولية أو الإقليمية، ولا سيما مع جيران "إسرائيل" في الشرق الأوسط.