تجاوزت الصين حدود الخيال العلمي، لتصبح أول دولة تنجح في تطوير ما يُسمى "الشمس المصغّرة" أو "الشمس الاصطناعية". وهو مصدر طاقة شبه لانهائي قائم على الاندماج النووي. بمعنى آخر، مع أنها ليست شمسًا ثانية بالمعنى الحرفي، إلا أن هذه التجربة تُحاكي نظامًا مشابهًا جدًا لنظام الشمس، والذي يتكون أيضًا من الاندماج النووي.
وُضعت هذه التجربة، المسماة "إيست" (EAST) (مفاعل توكاماك فائق التوصيل التجريبي المتقدم)، عام ١٩٩٦، على الرغم من أنها لم تختطِ خطواتها الأولى إلا عام ٢٠٠٦. إلا أن المشروع لم يبدأ العمل فعليًا إلا مؤخرًا، بعد سنوات من الاستثمار والبحث العلمي. يُعد هذا الجهاز الأول من نوعه عالميًا، وهو أول توكاماك فائق التوصيل بالكامل. وكان الهدف دائمًا محاكاة المعايير الفيزيائية للشمس والمتطلبات الهندسية لمشروع إيتر. وقد وضع هذا الإنجاز الصين في مصاف الدول الرائدة في مجال التكنولوجيا في هذا النوع من المفاعلات.
من نموذج LSSF.
المراحل التجريبية والسجلات التقدمية
- 2006–2007: أولاً، تم الحفاظ على البلازما لمدة 3 ثوانٍ فقط بتيار 200 كيلو أمبير؛ وبعد ذلك بوقت قصير، في يناير 2007، تم الحفاظ على البلازما لمدة 5 ثوانٍ تقريبًا بتيار 500 كيلو أمبير.
- 2010–2011: ابتداءً من عام 2010، نجح فريق EAST في تحقيق بلازما عالية الاحتواء، والتي أطلقوا عليها اسم (وضع H) من خلال موجات ذات تردد منخفض، وبدءًا من عام 2011 تمكنوا من تحقيق تقدم كبير، حيث حافظوا على البلازما عند درجة حرارة 50 مليون كلفن لمدة 30 ثانية.
- 2017–2018: في يوليو 2017، تمكن التوكاماك من الحفاظ على الوضع H لأكثر من 100 ثانية، وهو ما كان بالفعل ضعف نتائج عام 2011. وفي نوفمبر 2018، حقق نفس الوقت، ولكن مع فارق الوصول إلى ضعف درجة الحرارة الإلكترونية، ليصل إلى 100 مليون درجة.
الشمس الاصطناعية: سجلات المليمتر والمراحل النهائية
- 2021: وقد سجل EAST البلازما عند ما يقرب من 120 مليون درجة، وحافظ على البلازما لمدة 101 ثانية؛ وفي نهاية ذلك العام نفسه، في ديسمبر، وصلت إلى 1056 ثانية (أكثر من 17 دقيقة بقليل)، وهو ما كان بالفعل تقدما كبيرا.
- 2023: في هذه المرحلة كان المشروع بالفعل في مراحله النهائية، حيث تمكن من الحفاظ على البلازما لمدة 10 دقائق تقريبًا، وهو أمر لا يصدق بالفعل بالنسبة للعديد من العلماء.
- في ٢٠ يناير ٢٠٢٥، أصبحت الصين قادرة على الحفاظ على البلازما لما يقارب ٢٠ دقيقة، مما يُمثل إنجازًا هامًا في مجال الاندماج النووي. إن توليد شمس صغيرة لمدة ٢٠ دقيقة يكفي لتوليد كمية هائلة من الطاقة.
الابتكارات التي تولدها الشمس الاصطناعية
على الرغم من أن الشمس الاصطناعية لم تصل بعد إلى مرحلة الاشتعال لتستمر بلا انقطاع، إلا أن علامة العشرين دقيقة لديها بالفعل العديد من الوظائف العملية في مجال الطاقة.
علاوة على ذلك، حطمت التجربة أيضًا الأرقام القياسية في درجة حرارتها، والتي تجاوزت الحد الأقصى لدرجة حرارة فرن ميكروويف منزلي بحوالي 70,000 مرة. كما سجل مشروع EAST اكتشافات مهمة تتعلق بأنماط الاحتجاز، ومدة النبضة، ودرجة الحرارة، وكثافة البلازما. تُعد هذه العناصر بالغة الأهمية والضرورية لمفاعلات مستقبلية مثل ITER وCFETR.
السياق العلمي العالمي
على الرغم من أن مشروع EAST مشروع صيني، إلا أنه يُمثل حاليًا منصة اختبار مفتوحة للعلماء الصينيين والدوليين. ويساهم في العديد من المشاريع، مثل مشروع ITER (الواقع في جنوب فرنسا)، الذي تُشارك فيه الصين أيضًا بنحو 10% من أعمال البناء والتشغيل.
ويضمن تاريخ السجلات والتجارب رؤى عملية للتمكن من تطوير مفاعل اختبار الهندسة الاندماجية الصيني، والذي سيكون الجيل القادم من "الشمس الاصطناعية" في الصين.