توكاماك: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [مراجعة غير مفحوصة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ط بوت:إزالة تصنيف معادل لم يعد موجود في الصفحة الإنجليزية (1) إزالة (تصنيف:طاقة الاندماج+ تصنيف:فيزياء البلازما) |
تعزيز الروح العلمية للمقال من خلال إضافة نصوص مترجمة من النسخة الانجليزية لموضوع التوكامك الموجودة ضمن الموسوعة الحرة وحذف المكرر من الكلام القديم مع تضمين الروابط الفرعية للعنوانين الضمنية، تم حذف اصل التسمية لغرض اضافتها في وقت لاحق اثناء تعديلاتي على المقال في أوقات الفراغ. وسمان: تمت إضافة وسم nowiki تحرير مرئي |
||
سطر 1:
[[ملف:W7x 026.jpg|تصغير|نموذج لتقنية التوكاماك]]
'''التوكاماك''' Tokamak نوع من أنواع [[المفاعلات النووية]] الاندماجية وطريقة لبناء هذه المفاعلات.<ref>{{cite book |url=http://www.euro-fusionscipub.org/wp-content/uploads/2014/11/JETR99013.pdf |title=The Science of JET |page=20 |first=John |last=Wesson |date=November 1999 |publisher=JET Joint Undertaking}}</ref><ref>{{cite journal |first=N. J. |last=Peacock |first2=D. C. |last2=Robinson |first3=M. J. |last3=Forrest |first4=P. D. |last4=Wilcock |first5=V. V. |last5=Sannikov |title=Measurement of the Electron Temperature by Thomson Scattering in Tokamak T3 |journal=[[نيتشر (مجلة)]] |volume=224 |issue=5218 |pages=488–490 |year=1969 |doi=10.1038/224488a0 |bibcode=1969Natur.224..488P }}</ref><ref>[http://ufn.ru/ufn01/ufn01_8/Russian/r018m.pdf online] {{Webarchive|url=http://web.archive.org/web/20170912101849/https://ufn.ru/ufn01/ufn01_8/Russian/r018m.pdf |date=12 سبتمبر 2017}}</ref>
والتوكاماك هي احدى انواع محطات الاندماج بالحصر المغناطيسي التي تم تطويرها لإنتاج طاقة الاندماج النووي الحراري بشكل مُتحكَم به. منذ بداية عام 2016، التوكاماك هي المرشح الرئيسي لمفاعل الاندماج التطبيقي (العملي).<ref>Greenwald, John (24 August 2016). "[https://www.pppl.gov/news/2016/08/major-next-steps-fusion-energy-based-spherical-tokamak-design Major next steps for fusion energy based on the spherical tokamak design]". ''[[:en:Princeton_Plasma_Physics_Laboratory|Princeton Plasma Physics Laboratory]]''. [[وزارة الطاقة الأمريكية|United States Department of Energy]]. .</ref>
طُرحَت فكرة التوكاماك لأول مرة من قبل العالمين الفيزيائيين السوفيتيين [[إيجور تام]] و [[أندريه ساخاروف]] في خمسينيات القرن الماضي، مستوحاة من رسالة [[:en:Oleg_Lavrentiev|أوليغ لافرينتيف]]. في الوقت نفسه نُسبت أول محطة توكاماك عاملة (T-1) الى العالم [[:en:Natan_Yavlinsky|ناتان يافلينسكي]]<ref>Arnoux, Robert. "[https://www.iter.org/newsline/55/1194 Which was the first "tokamak"—or was it "tokomag"?]". ''ITER''. </ref> التي برهنت بأن استقرارية البلازما المتوازنة تتطلب خطوط مجال مغناطيسي تُلف حول الطارة بشكل لولبي.
حاولت أجهزة زت-بينش([[:en:Z-pinch|Z-Pinch]]) والستيلارايتر([[:en:Stellarator|Stellarator]]) فعل هذا لكنها اظهرت عدم استقرار خطير. انها كانت تطوير للمفهوم المعروف الآن بعامل الامان ([[:en:Safety_factor_(plasma_physics)|Safety Factor]]) المعروف بالرمز ''q'' ضمن قائمة الرموز الرياضية التي وجهت تطوير التوكاماك بواسطة تنظيم المفاعل و هذا العامل الحاسم ''q'' كان دائماَ اكبر من 1، محطات التوكاماك قمعت بشدة عدم الاستقرارية التي ابتليت التصاميم السابقة.
أول محطة توكاماك، T-1 بدأت العمل عام 1958. في منتصف الستينات بدأت تصاميم توكاماك تُظهر أداء افضل بكثير من التصاميم السابقة. تم إصدار النتائج الأولية عام 1965 لكنها اُهملت وتم تجاهلها; استبعدها [[ليمان سبيتزر]] من أيديهم بعد أن لاحظوا المشاكل المحتملة في نظامهم لقياس درجات الحرارة. تم نشر مجموعة ثانية من النتائج عام 1968، هذا المرة تم الادعاء بأن النتائج بعيدة كل البعد عن أي جهاز اخر، وكان يعتبر انها لا يمكن الاعتماد عليها. ادى ذلك الى دعوة وفد من [[المملكة المتحدة]] لإجراء قياساتهم الخاصة. تم تأكيد هذه النتائج السوفيتية ونتائجهم المنشورة عام 1969 ادت الى تدافع لبناء توكاماك.
في منتصف السبعينات كانت تُستخدم العشرات من محطات التوكاماك حول العالم، وفي أواخر السبعينات اجتاحت هذه المحطات جميع الشروط المطلوبة لأجراء اندماج عملي و إن لم يكن في نفس الوقت ولا في نفس المفاعل. عامل الاستفادة من طاقة الاندماج اصبح ضمن مجال الرؤية، تم تصميم سلسلة جديدة من المحطات التي تعمل على وقود الاندماج من [[ديوتيريوم|الديوتيريوم]] و<nowiki/>[[تريتيوم|التريتيوم]]. هذه المحطات ولا سيما محطة الطارة الاوربية المشتركة ([[:en:Joint_European_Torus|JET – Joint European Torus]])
ومختبر التوكاماك لمفاعل الاندماج ([[:en:Tokamak_Fusion_Test_Reactor|Tokamak Fusion Test Reactor – TFTR]]) و محطة [[:en:JT-60|JT-60]] اليابانية كان الهدف الصريح هو الوصول لاقصى استفادة من طاقة الاندماج.
في حين أن هذه المحطات اظهرت مشاكل جديدة حدت من ادائها و إن حل هذه المشاكل قد يتطلب محطات ذات حجم اكبر وصرفيات اكثر تتجاوز قدرات البلد الواحد. تمت الموافقة المبدئية في نوفمبر من العام 1985 بين [[رونالد ريغان]] الرئيس الامريكي و [[ميخائيل غورباتشوف]] رئيس الاتحاد السوفيتي بشأن ذلك الغرض و [[المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي]] ([[:en:ITER|ITER]]) بذل جهداَ و ابقى الجهود الدولية في سعي مستمر لتطوير طاقات الاندماج العملية.
العديد من التصاميم الصغيرة و التفرعات كـ التوكاماك الكروية ([[:en:Spherical_tokamak|Spherical Tokamak]]) كانت ما تزال مستخدمة للتحقيق في معايير الاداء والمسائل الاخرى.<ref name=":0" />
== مبدأ العمل ==
تعمل هذه الطريقة عن طريق رفع درجة حرارة [[بلازما]] إلى درجة [[الاندماج النووي|اندماج نووي]]. وبما أن البلازما ذات درجة حرارة عالية جدا فإنه يجب فصلها وإبعادها وجعلها لا تلامس مكونات المفاعل وإلا أتلفته وتسبب ذلك في برودتها وانقطاع التفاعل الاندماجي. يتم في المفاعلات المبنية على طريقة توكاماك جعل البلازما تطفو وسط المفاعل دون أن تلامس أيا من أجزائه عن طريق [[مغناطيس|مغناطيسات]] تحافظ على [[البلازما في الفيزياء|البلازما]] في مسار دائري. في الوقت الراهن تتمثل الصعوبات أمام هذا النوع من المفاعلات في الحفاظ على تواصل التفاعل الاندماجي أي على حرارة البلازما حيث أن اختلاف السرعة في طبقات البلازما الدخلية والخارجية يسبب تداخلات تقلل من [[درجة الحرارة]] مما يتطلب جعل الحقل المغنطيسي أو القوة المغناطيسية في شكل لولبي. هذا يتم عن طريق ضخ [[تيار كهربائي]] في البلازما يساهم في رفع درجة حرارتها قليلا مع خفض فعل التداخلات الغير مناسبة. كما أن تبريد المفاعل أيضا لا يسمح بتشغيله المتواصل ولذلك فهو يعمل فقط بتقطع نبضي. كل هذا أدى في أحسن الأحوال حاليا إلى إمكان استرداد كمية [[الطاقة]] التي تستهلك لتشغيل المفاعل، أي أنه لا يزال لا يصلح لإنتاج [[الكهرباء]]. ويبغي الفيزيائيون أن مفاعلات تجريبية في المستقبل أن يثبتوا إمكانية إنتاج طاقة أكبر من تلك اللازمة لتشغيلها.
| |||