تمر الطاقة النووية بمرحلة من التغيرات والتوقعات المكثفة، مدفوعًا بالبحث عن بدائل نظيفة ومستدامة، واستراتيجيات الدول المختلفة لضمان أمنها الطاقي. في السنوات الأخيرة، شهد القطاع تطورًا ملحوظًا، بدءًا من الاستثمارات الضخمة في مفاعلات الاندماج والانشطار التجريبية، وصولًا إلى ظهور تقنيات ذكية جديدة للتحكم في العمليات النووية وتحليلها.
إسبانيا والصين والمملكة المتحدة وقوى عالمية أخرى كل واحد يراهن بطريقته الخاصة على هذا النوع من الطاقة، إن التفاوت في النهج المتبع، سواء باعتباره ركيزة أساسية لأنظمتها الكهربائية أو قوة دافعة للبحث والتطوير، يسلط الضوء على الفرص والتحديات الاقتصادية والتكنولوجية والاجتماعية التي تواجه الطاقة النووية في القرن الحادي والعشرين.
الصين وتحدي مفاعلات الاندماج والانشطار الهجينة
وتحرز الصين تقدما في تنفيذ المشاريع التي تهدف إلى إحداث ثورة في مجال الطاقة النووية على مستوى العالم. في جزيرة ياوهو العلمية، بالقرب من نانتشانغ، بدأت الصين العمل الأولي على مفاعل شينغهو-1 الهجين للاندماج والانشطار. ويكمن وراء هذه الخطة الطموحة استثمار يزيد عن 200.000 مليار يوان، بهدف بناء محطة قادرة على توليد 100 ميغاواط من الكهرباء و300 ميغاواط من الطاقة الحرارية، والأهم من ذلك، مؤشر كسب طاقة البلازما (Q) أعلى من 30، وهو رقم سيمثل إنجازًا غير مسبوق في هذا القطاع.
عامل Q هو العامل الأساسي في السباق النووي: في حين وصلت مشاريع مثل منشأة الإشعال الوطنية في الولايات المتحدة إلى معامل جودة يبلغ 1,5، ويهدف مشروع ITER العملاق (الذي قيد الإنشاء في فرنسا) إلى معامل جودة يزيد عن 10، يهدف المهندسون الصينيون إلى تجاوز هذه العتبة وفتح الباب أمام الربحية التجارية للاندماج قبل عام 2035.
تكمن تفرد Xinghuo-1 في نهجه الهجين: استخدام النيوترونات الناتجة عن الاندماج لتحفيز تفاعلات انشطارية إضافية، وبالتالي الاستفادة من أفضل ما في العالمين. تسمح هذه الاستراتيجية بمضاعفة إنتاج الطاقة في حين تعمل الصين على إتقان التقنيات وسلسلة التوريد للصناعة النووية الصينية.
يتناقض نهج الصين مع المسار المتبع في الغرب، حيث أدت الأولويات السياسية والمخاوف بشأن الانتشار النووي إلى تأجيل أبحاث المفاعلات الهجينة لصالح ما يسمى "الاندماج النووي النقي". بالنسبة للعملاق الآسيوي، قد يكون هذا المسار هو المفتاح لربط طاقة الاندماج بشبكة الطاقة في أقل من عقد من الزمان، وبالتالي تعزيز الوصول التجاري لهذا المصدر من الطاقة.
البحث والتطوير النووي في إسبانيا: حالة CIEMAT
تتميز إسبانيا على المستوى الأوروبي بتوجهها نحو الاندماج النووي، على الرغم من أن البلاد تواصل المضي قدمًا في خطة لإغلاق محطات الطاقة النووية الانشطارية قبل عام 2035. يعد مركز أبحاث الطاقة والبيئة والتكنولوجيا (CIEMAT) الممثل الوطني الرائد ويشارك بنشاط في اتحاد EUROfusion وفي مشاريع دولية مثل ITER.
المفاعل التجريبي TJ-II في مدريد، النجمي الحلزونيمركز سييمات (CIEMAT) هو المنصة الإسبانية الرائدة في مجال أبحاث سلوك البلازما والآليات الفيزيائية للاندماج. منذ إطلاقه عام ١٩٩٨، مكّن من تحقيق تقدم كبير في تكوين المجالات المغناطيسية وفهم انتقال الطاقة في الظروف القاسية. وأكدت يولاندا بينيتو، المديرة العامة لمركز سييمات، على أهمية الحفاظ على الرؤية العلمية والتعاون الدولي كمحركين رئيسيين لجعل الاندماج واقعًا تجاريًا في العقود القادمة.
وقد أدى التعاون بين القطاع العام وشركات التكنولوجيا الكبرى أيضًا إلى اتباع نهج رائد في استخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي لمعالجة وتحليل كمية هائلة من البيانات التي تم جمعها في تجارب البلازما.
الذكاء الاصطناعي كحليف رئيسي في أبحاث الاندماج
إن حجم وتعقيد البيانات التجريبية في مفاعلات الاندماج هائل، يُشكّل هذا تحدياتٍ كبيرةً للتحليل العلمي التقليدي. ولمواجهة هذا التحدي، طوّر مركز CIEMAT، بالتعاون مع شركاتٍ مثل IBM وشركاتٍ وطنية، أنظمة ذكاء اصطناعي توليدية - مثل منصة Watsonx - قادرة على أتمتة وتسريع تحليل البيانات، وتحديد الأنماط الخفية، وتقديم توصياتٍ آنية.
يوضح أوغستو بيريرا، مدير المشاريع في مركز CIEMAT، أن هذه الأنواع من الأدوات لا تتيح فقط إنشاء تقارير آلية ومساعدين افتراضيين للباحثين، بل تتيح أيضًا إنشاء إشارات وصور تركيبية تساعد في صياغة فرضيات علمية جديدة. كل هذا ويساهم ذلك في مضاعفة كفاءة التجارب وتسهيل التقدم بشكل أسرع نحو الاندماج النووي التجاري.
هذه التطورات التكنولوجية، بالإضافة إلى ذلك، ومن المتوقع أن يتم تصديرها إلى مختبرات أوروبية كبرى أخرى.مثل مفاعل إيتر (ITER) في فرنسا، ويمهد الطريق لأنظمة تحكم مستقلة مستقبلية في المفاعلات التجارية. قد يُمهد التقارب بين الذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية الطريق لأساليب جديدة لإدارة الطاقة النووية، مما يزيد من السلامة ويقلل من زمن التحليل وسرعة الاستجابة.
الخلافات والتحديات الاقتصادية التي يواجهها القطاع النووي التقليدي
في حين أن أبحاث الاندماج النووي تقدم أملاً طويل الأمد، تواجه الطاقة النووية التقليدية القائمة على الانشطار انتقادات تتعلق بالتكاليف والجداول الزمنية. تُظهر دراسات حديثة ارتفاعًا في التكاليف وتأخيرًا متكررًا في بناء محطات جديدة. على سبيل المثال، وفقًا لشركة لازارد الاستشارية، يبلغ متوسط تكلفة محطة الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة حوالي 875 دولارًا أمريكيًا للكيلوواط، مقارنةً بأكثر من 10.000 دولار أمريكي للكيلوواط للطاقة النووية، وهو فرق ينعكس في المنافسة مع الطاقة المتجددة.
في المملكة المتحدة والولايات المتحدة، غالبًا ما تنطوي نماذج تمويل محطات الطاقة الجديدة على نقل المخاطر والتكاليف إلى المستهلكين ودافعي الضرائب، دون ضمان نجاح جميع المشاريع. علاوة على ذلك، لا تزال المفاعلات المعيارية الصغيرة، المُقدمة كبديل، تفتقر إلى سجل حافل بالنجاح، وتواجه صعوبة في تحقيق وفورات الحجم.
ويظل الأمن أحد المناقشات الرئيسية: إن الضغط لتسريع الحصول على التصاريح والتراخيص قد يؤدي إلى اختصارات تنظيمية، وبعض التصاميم لم تستوفِ بعد جميع متطلبات الحماية من الاصطدام. كل هذا يثير الشكوك لدى البعض في الرأي العام وبعض الأوساط العلمية.
الابتكار والفرص الجديدة لصناعة الطاقة النووية الإسبانية
يواصل النظام البيئي الإسباني للبحث والتطوير والابتكار النووي توليد الفرص والتقدم.في التطبيقات الصناعية والبحثية. تجمع منصات مثل CEIDEN أكثر من مئة جهة عامة وخاصة، لتنسيق البرامج الوطنية والدولية، وتعزيز المشاريع في مجالات مثل المواد المتقدمة، والوقود النووي من الجيل التالي، ومحاكاة المفاعلات.
في القطاع الصناعي، شهدت شركات مثل مجموعة ENUSA طفرة في النشاط بفضل اهتمام شركات التكنولوجيا الكبرى ومراكز البيانات التي تتطلب طاقة وفيرة ومتواصلة. ويبدو أن تطوير المفاعلات المعيارية (SMRs) والتقنيات الناشئة يعزز مكانة القطاع كعنصر استراتيجي في عملية الانتقال إلى اقتصاد خالٍ من الانبعاثات الكربونية.
وتنعكس الأرقام الأخيرة من القطاع الإسباني هذا النمو: ففي عام 2024 وحده، أنتجت محطة جوزبادو أكثر من 227 طنًا من الوقود النووي، مع تخصيص أكثر من 60٪ منها للتصدير إلى الدول الأوروبية، وتمكنت من إدارة أكثر من 450.000 ألف متر مكعب من المياه الصناعية.
وسيكون التحديث المستمر وتدريب المهنيين الجدد والتعاون الدولي من الأمور الأساسية إذا أرادت إسبانيا أن تظل رائدة في مجال أبحاث الطاقة النووية وتطبيقاتها الصناعية.
يعكس الوضع الحالي للطاقة النووية مفترق طرق. الاستثمار في تقنيات الاندماج النووي وتحليل البيانات الذكي، مع مشاريع في الصين وإسبانيا، يُمثل مسارًا واعدًا. في الوقت نفسه، لا تزال تقنيات الانشطار التقليدية تواجه تحديات اقتصادية واجتماعية. سيكون الانتقال إلى الاندماج النووي والتطبيقات الصناعية الجديدة حاسمًا في السنوات القادمة، حيث يُعد الذكاء الاصطناعي أداةً أساسيةً لتطوير المعرفة والسلامة في إدارة هذه الطاقة القادرة على تحريك الكواكب.
