تقنية الجسيمات العالية الطاقة

يمكن استخدام المعجلات لإنتاج جسيمات عالية الطاقة مثل الإلكترونات والإيونات المختلفة. لقد وجد أن قذف الوقود الاندماجي بالإلكترونات يزودها بطاقة أعلى من الطاقة المعطاة لها باستخدام الليزر ومن ثم بذلت محاولات لاستخدام هذه الجسيمات لتسخين البلازما. هذا بالإضافة إلى أن معدل تحول الطاقة الكهربية إلى طاقة حركة للإيونات يعد معدلا كبيراً (تبلغ الكفاءة حوالى %40 أو أكثر).

وعلى كل حال هناك بعض المشاكل التي تواجه هذه التقنية. فمن المتوقع أن الإلكترونات عالية الطاقة ستتفاعل مع كرية الوقود ثم تنفذ منها دونما أن تمتص فيها. إلا أن الأبحاث المتعلقة. بهذا الشأن دلت على أن هذه الكريات ولسبب لم يعرف بعد تتمكن من امتصاص هذه الإلكترونات بسرعة. إن هذا التصرف الشاذ يضعنا أمام معضلة تتعلق بتصميم مناسب ومعين لكرية الوقود. كما وأن نجاح الانفجار الاندماجي هو رهن بعدد كبير من التصادمات مع الجسيمات والكريات وهذا يتوجب شغيل شعاع الكترونات بتردد عالي.

لقد بذلت محاولات للتغلب على مشكلة امتصاص الطاقة، منها قذف الكريات بجسيمات ثقيلة مثل البروتونات والديوترونات التي يمكن أن تعمل على ضغط الكريات. إلا أن الأبحاث دلت على أن هذه الجسيمات تنفذ بسرعة من الكريات محدثة تسخيناً سابقاً لأوانه ومن ثم تخفض الانضغاط المطلوب. كما وتبذل حالياً محاولات لاستخدام الإيونات الأثقل مثل اليود او اليورانيوم. لقد أمكن على سبيل المثال إنتاج فيض من إيونات الزينون تصل طاقة النبضة فيه إلى 10⁶ جول في معامل أرجون المتحدة (Laboratory Argonne Nationl) ويمكن تخزين هذه الإيونات في حلقات حيث يتم توجيهها بعد ذلك باستخدام مجالات مغناطيسية قوية نحو كريات الوقود في المفاعل الاندماجي. والأبحاث في هذا المجال ما زالت مستمرة.

الشكل (1)

يبين الشكل (1) آخر ما وصلت إليه التقنيات الحديثة في مجال الاندماج النووي. وهو ما يعرف بتقنية التسديد اللامباشر. والذي اعتبر من أحد الأسرار العسكرية. يمكن هنا قذف كريات الوقود بالأشعة السينية الناتجة عن قذف وعاء البلازما من الخارج (أو عن طريق ثقوب) بجسيمات سريعة أو بالليزر. حيث تعمل الأشعة السينية على توفير الحرارة اللازمة لإشعال الوقود وتحرير الطاقة الاندماجية.