DiamondAnvil_final2

<div class="conversation">
<div data-reactroot="">
<div class="_4tdt _ua1">
<div class="_ua2">
<div class="_4tdv">
<div class="_5wd4 _1nc7 direction_rtl">
<div class="_h8t">
<div class="_5wd9">
<div class="_5wde _n4o">
<div class="_5w1r _3_om _5wdf">
<div class="_4gx_">
<h1 class="_d97"><span class="_5yl5">بعد عقود من الانتظار، الهيدروجين الصلب أصبح حقيقة</span></h1>

<hr />

<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<div class="_4tdt _ua0">

&nbsp;

بعد أكثر من ٨٠ عام على التنبؤ بوجوده، تمكن الفيزيائيون ولأول مرة من إنتاج الهيدروجين المعدني؛ وهو شكل غامض من الهيدروجين يمكنه أن يكون ناقلًا فائقًا للكهرباء بدون مقاومة عند درجة حرارة الغرفة. لقد توقع العلماء منذ زمن إمكانية تواجد غاز الهيدروجين كمعدن في أرجاء متعددة من الكون، ولكن هذه هي المرة الأولى على الإطلاق التي يتواجد فيها هذا الغاز كمعدن هنا على الأرض! المعدن الذي يعتبر أكثر غرابةً وسحرًا مما تخيل العلماء.

"إنَّ هذا الاكتشاف يعد بمثابة الكأس المقدسة لفيزياء الضغط العالي." يقول رئيس الباحثين اسحاق ف سيلفيرا (Isaac F. Silvera) من جامعة هارفارد، ويضيف: "إنها العينة الأولى على الإطلاق من الهيدروجين المعدني على سطح الأرض، لذا عندما تنظر إليها أنت تنظر إلى شيء لم يكن موجودًا من قبل أبدًا".

بشكل عام، يمكن أن تصنَّف عناصر الجدول الدوري إلى صنفين معدني ولا معدني.  ومن بين الصفات العديدة التي تتمتع بها، تتميز المعادن بأنها مشعة لماعة، ذات ناقلية جيدة، وعادةً صلبة عند درجة حرارة الغرفة. أما اللَّامعادن فتكون خاملة وذات ناقلية ضعيفة. وكما تعلَّم معظمنا في المدارس، يعدُّ الهيدروجين العنصر الأول في الجدول الدوري وهو عنصر لامعدني. لكن، بالعودة إلى عام 1935، نجد أن العلماء تنبَّؤوا أنَّ هذه المادة الشائعة والمدروسة بشكل واسع يمكن أن تتغير صفاتها عند تعريضها لظروف محددة، عندها ترتبط ذراتها معًا بشكل شديد، وفي هذه الحالة لن تأخذ المادة بعض الصفات المعدنية فحسب بل يمكن أن تصبح معدنًا بحدِّ ذاته.  ولكن، ليس من السهل التوصل إلى هذه الشروط، فهي تحتاج لتطبيق ضغط عالٍ جدًا عند درجة حرارة منخفضة جدًا، وهذا هو العائق الذي جعل الأمر يستغرق من العلماء أكثر من 80 عامًا لإثبات إمكانية الحصول على هذا المعدن رغم المحاولات المتعددة.

لقد أمضى البروفيسور سيلفرا حوالي 45 عامًا وهو يحاول إنتاج الهيدروجين المعدني. يقول بعد نجاحه بالاكتشاف: "الجزء الأكثر إثارة، هو عندما قمنا بضغط غاز الهيدروجين بما فيه الكفاية وراقبنا تحوله إلى معدن."

</div>
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
</div>
&nbsp;
<div data-reactroot="">
<div class="_4tdt _ua0">

ويضيف: "لقد تحول الهيدروجين من هيئته الغازية الشفافة عديمة اللون، إلى معدنٍ أسود اللون، وفجأةً أصبح لماعًا مشعًا، لقد استطعنا بالفعل رؤيته وهو يتحول إلى معدن!".

هذا الاكتشاف مثير بالفعل، ليس فقط لأنه إثبات لمفهوم فيزيائيِّ نظري، بل لأنَّ الهيدروجين المعدني يعتبر مصدرًا للكثير من التنبؤات السابقة، حيث من المتوقع أنه يمتلك الكثير من الخصائص والتطبيقات المميزة. والأمر الأكثر أهمية، هو أن الفيزيائيين يعتقدون أن الهيدروجين المعدني يمكن أن يكون ناقلًا فائقًا عند درجة حرارة الغرفة، ما يعني أنَّ هذا المعدن يمكن أن ينقل التيار الكهربائيّ مع مقاومة صفرية أي بدون مقاومة وبدون الحاجة إلى تبريده إلى درجات حرارة شديدة الانخفاض.

صحيح أننا توصلنا من قبل للعديد من النواقل المعدنية الفائقة -والتي نستخدمها لإنتاج حقول مغناطيسية قوية في آلات التصوير بالرنين المغناطيسي وفي القطارات المغناطيسية- لكن هذه المعادن تصبح فائقة الناقلية فقط عند درجات حرارة أدنى من269-درجة سيلسيوس (452.2- درجة فهرينهايت) ما يجعلها مكلفة وغير عملية في كثير من الاستخدامات. فإذا تمكن العلماء من الوصول لخاصية "الناقلية الفائقة "عند درجة حرارة الغرفة، سيكون هذا إنجازًا عظيمًا بالفعل، لأن ذلك يعني استخدام هذه المادة في إنتاج أسلاك لنقل الطاقة الكهربائية بدون أي ضياع في الطاقة خلال عملية النقل من محطة الإنتاج إلى أماكن الاستهلاك. حيث تفقد الشبكة الكهربائية حاليًا ما يعادل 15%من طاقتها على شكل حرارة بسبب وجود المقاومة الكهربائية.

من الممكن أن يستخدم هذا المعدن أيضًا كأقوى مادة وقود دافعة للصواريخ مكتشفة حتى الآن، وذلك بسبب الطاقة الهائلة المختزنة في روابط ذراتها والتي ستكون قادرة يومًا ما على دفعنا إلى عوالم أكثر بعدًا.

ولكن، لنكن واضحين حتى الآن سماكة العينة المعدنية التي قام سيلفرا وفريقه العلمي بتصنيعها تتراوح بين 1إلى 1.5 ميكرون، وقطرها حوالي 10ميكرون؛ أي أنها صغيرة للغاية.

بالنسبة للأبحاث المجراة على العينة، بقي البروفيسور سيلفرا وفريقه مترددين من إجراء الكثير من الأبحاث على الرقاقة المصنعة لأنهم لم يرغبوا بتعريض هذه الرقاقة الهشة للتدمير أو تغيير الخصائص حتى يتم التأكد من صحة اكتشافهم من قبل فرق بحثية مدققة. لذا مازال البحث يحتاج للعديد من التجارب للتأكد من الناقلية الفائقة للرقاقة المصنعة، وهذا ما سيتم التحقق منه في الأشهر القادمة. ولكن حتى الآن، نحن نعلم أن هذه العينة حقيقية وموجودة في مختبر سيلفرا منذ شهر أكتوبر.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
الكثير من الباحثين سابقًا ادّعوا أنهم قاموا بمحاولات مبكرة للحصول على الهيدروجين المعدني، حتى أنهم ادعوا التوصل إليه، لكن هذه الادعاءات لم يتم التصديق عليها وأثبتت عدم صحتها. لذا فإنَّ هذا الادعاء الأخير لديه فرصة كبيرة للنقض من خلال الانتقادات، ومع ذلك فإن العينة تجاوزت حتى الآن كل الاختبارات المتعلقة باختبار الخصائص المعدنية.

للحصول على العينة، قام الفريق العلمي بوضع غاز الهيدروجين ضمن صندوق صغير جدًا ثم قاموا بتبريده حتى الدرجة 5.5 كلفن أي ما يعادل (267.65 -درجة سيليسوس و449.77 -درجة فهرينهايت)، ووضعه تحت ضغط مرتفع جدًا.

وعندما نقول ضغط مرتفع جدًا نحن نعني بالفعل مستويات هائلة من الضغط. وبالعودة إلى عام 1935، تنبأ العلماء بأن الهيدروجين المعدني يمكن أن يتواجد تحت ضغط 25غيغا باسكال(GPa). ولكن سيلفرا وفريقه تمكنوا أخيرًا من إنتاجه تحت ضغط يتراوح بين (465ل495) غيغا باسكال، أي أكبر بحوالي 20 مرة من الضغط الأولي المتنبَّأ به. ولتقدير كم هذا الضغط هائل، إن 1غيغاباسكال يعادل 1مليون كيلو باسكال(KPa). ومتوسط الضغط عند مستوى سطح البحر يساوي 101.325كيلو باسكال.

لقد لاحظ الفريق سريعًا تغير مظهر المادة بعد تطبيق الظروف عليها، ولكن للتأكد أن ما أنتجوه هو فعلًا هيدروجين معدني، قاموا باستخدام قياسات طيفية، تتضمن قياس انعكاسيته، والتي أظهرت أن ما كان أصله غاز الهيدروجين المعياري(H2) قد تحول إلى معدن ذريّ بالفعل.

الآن ما نعرفه هو أن الهيدروجين المعدني موجود، لكن هناك العديد من الأسئلة المتبقية بلا إجابة. ولعلَّ أكبرها، هل الهيدروجين هذا صلبٌ فعلًا أم سائل، حيث توقع بعض الباحثين من قبل أن الهيدروجين يمكن أن يكون كليهما. إلا أن سيلفرا وفريقه يعتقدون أن ما قاموا بإنتاجه هو مادة صلبة، لكنهم سيقومون بتجارب وتحاليل أكثر تفصيلًا للمادة للتحقق من ذلك. كما أنهم سيقومون بتعريض العينة للتيار الكهربائي للتأكد من كونها ناقل فائق للتيار أم لا عند درجة حرارة الغرفة، وهذا ممكن سواء كانت هذه المادة صلبة أم سائلة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
يقول سيلفرا: "سيكون هذا تحدٍّ حقيقيّ، لكننا سنقوم به على أية حال". وبكل غرابة يتحدث أنه من المرجح أن يكون هذا الهيدروجين المعدني معدناً شبه مستقر، ما يعني أنه حتى لو أزلنا عنه الضغط المطبق سوف يبقى معدنيًا. وأقرب مثال على البنى شبه المستقرة هو الماس، وهو شكل شبه مستقر من الكربون ولإنتاجه نقوم بوضع الغرافيت تحت ضغط ودرجة حرارة عاليين. يحدث هذا التحول بشكل طبيعي في الطبقات العميقة تحت سطح الأرض، وحتى لو قمنا بإخراج هذا الماس من باطن الأرض فإنه سيبقى ماسًا. الأمر نفسه يمكن أن يكون صحيحًا من أجل الهيدروجين المعدني، وهذا الأمر سيتم اختباره أيضًا لكن بعد أن تُجرى جميع الاختبارات الأخرى على العينة وذلك لأخذ الحذر من أن تكون التوقعات خاطئة وأن تعود هذه المادة بعد إجراء هذا الاختبار إلى حالتها الغازية وتختفي حالما يُرفع عنها الضغط المطبق.

يقول سيلفرا: "سنقوم بإجراء جميع التجارب على العينة، من ثم سنقوم برفع الضغط عنها لنرى ما إذا كانت العينة ستبقى هيدروجينًا معدنيًا، من ثمَّ سنقوم بإنتاج عينة أخرى".

هناك الكثير من الوقت المشوق الذي ينتظرنا، والعديد من الاكتشافات لننجزها. لكن اليوم، لقد أثبتنا للتّو بأن المادة الأكثر شيوعًا في الكون يمكن أن تتواجد بشكل مختلف كليًّا، وهذا سبب كافٍ بالنسبة لنا كي نحتفل ونشعر بالفخر!

<hr />

ترجمة: ديالا الأحمدية

تدقيق: منار نعيم

<span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://www.sciencealert.com/hydrogen-has-been-turned-into-a-metal-for-the-first-time-ever" target="_blank">المصدر</a></span>

<hr />



<hr />

</div>
</div>
</div>

بعد عقود من الانتظار ، الهيدروجين الصلب اصبح حقيقة

puffin-flying-car

<h1>لماذا استأجرت شركة أوبر أحد مهندسي ناسا؟</h1>

<hr />

طُوِّرَ الظهور الفني لسيارة بوفين الطائرة وهي عبارة عن مفهوم عن الآلة من قبل المهندس الفضائي مارك موريي، والذي قامت شركة أوبر باستئجاره ليعمل معها لصالح مبادرة التاكسي الطائر والمعروفة باسم رافعة أوبر Uber Elevate.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
لقد استأجرت شركة أوبر المهندس مارك مورييي العامل لدى وكالة ناسا الفضائية لمدة طويلة للعمل معها في مشروع السيارة الطائرة، حسب مجلة bloomberg التكنولوجية، وسيكون موري المخرج والمشرف على هندسة وتصميم عملية الطيران وسيساعد أيضًا على تطوير مبادرة "رافعة أوبر" والتي يتصور استخدامها كتاكسي طائر لينقل الناس بين المطارات والتي تبعد عن بعضها مسافة 50 إلى 100 ميل أي من 80 إلى 100 كيلومتر.

ولقد أمضى موري الثلاثين سنة الأخيرة في العمل لدى وكالة ناسا وكانت أبحاثه عن الإقلاع والهبوط الشاقولي كمفهوم بوفين الآلي، وقد ساعدته صفحة لاري في غوغل على تأسيس شركتي سيارات طائرة حسب تقارير بلووم بيرغ.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
يضيف موري ل بلوومبيرغ أنه ليس بالأمر المستبعد أن نتحرك بواسطة جيستون كما تعدنا المشاريع الحالية، وحسب مووري فهو يتوقع رؤية العديد من السيارات الطائرة المختلفة التصاميم تعمل على خط النقل الجوي في الثلاث سنوات القادمة وسيقوم طيارون بقيادتها -في سياق التنبؤ بالمستقبل-.

<hr />

ترجمة: ديالا الأحمدية
تدقيق: بدر الفراك
<span style="color: #3366ff;"><a style="color: #3366ff;" href="http://www.space.com/35601-uber-hires-nasa-engineer-flying-car.html" target="_blank">المصدر</a></span>

لماذا استاجرت شركة اوبر احد مهندسي ناسا ؟

extra_large-1485521899-cover-image

<h1>بإمكان التفافةٍ صغيرة في طاقة الاندماج النووي أن تنتج طاقة نظيفة لا حدّ لها</h1>

<hr />

في عالم يكافح للتخلص من إدمانه على استخدام الوقود الأحفوري، بينما يتنامى ميله وحاجته الملحة للحصول على الطاقة، هناك تقنية واحدة تتطور الآن حيث تبدو قريبة جدًا من أن تكون واقعية؛ إنها طاقة الاندماج النووي، والتي في حال تحققت فعلًا سوف تقدم كمية كبيرة من الطاقة النظيفة مع مصدر لا متناهٍ من الوقود دون أي انبعاثات تذكر من غاز الكربون، وحاليًا، هناك العديد من الفرق البحثية حول العالم وبلايين الدولارات المجهزة لتصرف لتجعل هذا المشروع حقيقي وفاعل.

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
في شهر شباط العام الفائت، تم بدء جزء جديد من البحث في طاقة الاندماج النووي، والذي ترافق مع افتتاح رسمي لمفاعل الاندماج النووي التجريبي (Wendelstein 7-X) الذي بني في مدينة غريفروولد في ألمانيا، وقد رصد له حوالي بليون يورو لاختبار التصميم ((stellarator، حيث من المخطط أن يكون قادرًا على أن يعمل لمدة تتجاوز 30دقيقة بحلول عام2021، وهذا يعتبر رقمًا قياسيًا لمفاعل اندماج نووي. تعتبر هذه خطوة هامة في طريق إظهار الميزة الجوهرية لمحطات طاقة الاندماج النووي المستقبلية وهي قدرتها على استمراريَّة العمل.

لكن المفاعل(w_7x) ليس الوحيد من نوعه في المنطقة، ففي جنوب فرنسا يتم الآن بناء المفاعل ITER كمفاعل اندماج تجريبي يستخدم تصميمًا مختلفًا يدعى(Tokamak) ، وبالرغم من أن المفاعلين يستخدمان تصميمين مختلفين، فهما يكملان بعضهما بعضًا، حيث أن النجاح والإبداع الحاصل بإحداهما سيحول إلى محطة نووية فعلية في نهاية المطاف.

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
إن إنتاج الطاقة النووية على الأرض يعتمد على تقليد التفاعل الاندماجي الذي يجري داخل الشمس، حيث يتم فيه اندماج ذرتين خفيفتين جدًا، كالهيدروجين والهيليوم، والنتيجة تكون ذرة أخف بعض الشيء من هاتين الذرتين المشكلتين لها، والفرق في الكتلة بينهما يتحول إلى طاقة وفقًا لقانون آينشتاين E=mc². لكن الصعوبة تكمن في إمكانية تحريض ذرتين للاندماج معًا، حيث يتطلب هذا تسخين الذرتين إلى ملايين الدرجات المئوية، وإنَّ تضمين وقود مرتفع الحرارة وساخن جدًا ليس بهذا العمل السهل، لذا يتم تحويله أولًا إلى غاز متأين (بلازما) يمكنه التواجد ضمن حقل مغناطيسي، ما يضمن عدم ملامسته للجدران الداخلية للمفاعل.

إن ما يجعل المفاعل w-7x مثيرًا للاهتمام هو تصميمه stellarator المؤلف من غرفة مفرغة من الهواء موضوعة ضمن أنبوب زجاجي ممغنط مصنع من 70ملف فائق الناقلية المغناطيسية، والتي تنتج حقلًا مغناطيسيًّا قويًّا لحصر البلازما المسخنة.

إن كلا التصميمين (Stellarator ,tokamaks ) عبارة عن أنواع مختلفة من الملفات الحلقية المغناطيسية (كعكية الشكل) والتي تعتبر أجهزة حصر في تجربة إنتاج طاقة الاندماج النووي، حيث وفي هذه التجارب يقوم ملف حلقي قوي أو حلقة مغناطيسية بتشكيل الأنبوبة المغناطيسية بهدف حصر البلازما. ولكن من أجل الحصول على حجز جيد ومناسب للهيولى ضمن الغرفة اللولبية الشكل، فإن الحقل المغناطيسي يحتاج إلى تشكيل التفافه. في المفاعلات التي تستخدم نظام توكاماك(tokamak)1 كمفاعل(ITER) يقوم تيار كهربائي كبير بالتدفق عبر البلازما لتحقيق الطريق المنحني الملتف المطلوب، وهذا التيار يستطيع قيادة الالتواءات غير المستقرة التي تؤدي لعرقلة حركة البلازما، وفي حال تعرقلت حركة البلازما هذا يعني أن المفاعل النووي بحاجة إلى جعل الغاز المتواجد داخله يفيض منه بغية التحكم بالبلازما ومنعها من تدمير وتخريب المفاعل المختبر.

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
أما في تصميم stellarator، فإن الالتفافة في الحقل المغناطيسي تُكتَسب من خلال التفاف الآلة بالكامل حول محورها، وهذا يؤدي إلى التخلص من تأثير التيار الحلقي الكبير مما يجعل البلازما أكثر استقرارًا بصورة جوهرية. إن الكلفة هنا تأتي من الهندسة المعقدة للملفات الحلقية وطريقة التوصل إلى حجز البلازما، ما يعني أن البلازما ستتواجد ضمن الفقاعة المغناطيسية ولكن بصعوبة أكبر.

على الرغم من أن المفاعلين يستخدمان طريقتين مختلفتين في التصميم، إلا أن معظم التقنيات المطبقة عليهما متماثلة، فكلاهما عبارة عن آلات تحتوي ملفات حلقية فائقة الناقلية المغناطيسية، وكلاهما يستخدم أنظمة خارجية لرفع درجة حرارة مثل الترددات الراديوية والحقن بشعاع نووي نيوتروني بهدف تسخين البلازما. كذلك، فإن معظم تقنيات تمييز البلازما واختبارها متماثلة أيضاً.

ضمن محطة الطاقة، سيتم صهر النظائر المشعة للهيدروجين الثقيلة ( الديتيريوم و التيريتيوم) لتتحول إلى الهيليوم مع إطلاق نيوترون ذو طاقة. وطالما أن الهيليوم يكون متضمنًا داخل البلازما فإن النيوترونات تكون ذات شحنة كهربائية محايدة وتتكاثف ضمن الغطاء المحيط بالبلازما ليرفع من درجة حرارتها، الذي يؤدي بدوره إلى تحريك عنفة بخارية تنتج الكهرباء.

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
إن الصفة المشتركة لجميع أنواع المفاعلات النووية هي الحاجة لتطوير مواد تستطيع تحمل الحرارة المرتفعة المطبقة عليها وسرعة النترونات المولَّدة من التفاعل. فبغض النظر عن نوع المفاعل، أهم ما يجب التأكد منه هو قدرة الجدار الأمامي للمفاعل على تحمل القذف الهائل لجزيئات شديدة الطاقة طيلة فترة تواجدها ضمنه.

في المرحلة الحالية، من المبكر جدًا تحديد أيًا من تصميم المفاعلين سيكون أكثر ملائمة ليصبح محطة نووية فعلية، لكن مجرد البدء في عمليات البحث في مفاعل W-7X يعتبر واعدًا جدًا، فهذا لن يساعدنا بتقرير أي تقنية هي الأفضل فحسب، بل سيساهم بتقديم قاعدة معرفية قيمة لأي تجربة اندماج نووي مستقبلية، ومن الممكن يومًا ما أن نتوصل بالفعل لثورة حقيقية في مجال الطاقة.

1- توكاماك(Tokamak): نوع من أنواع المفاعلات النووية الاندماجية وطريقة لبناء هذه المفاعلات، وتعني الغرفة الدائرية داخل مستحثات مغناطيسية. (ويكيبيديا)

<hr />

ترجمة: ديالا الأحمدية
تدقيق: منار نعيم

<span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://www.iflscience.com/physics/a-new-twist-on-fusion-power-could-help-bring-limitless-clean-energy/" target="_blank">المصدر</a></span>

بامكان التفافة صغيرة في طاقة الاندماج النووي ان تنتج طاقة نظيفة لا حد لها

2398798725-venus_1024

<h1>وكالة ناسا تطور نظامًا إلكترونيًّا يمكنه تحمل الظروف شديدة القساوة على كوكب الزهرة</h1>

<hr />

من المعروف أن رحلة الوصول إلى الزهرة قد تكون أقصر بحوالي 30% إلى 50% من الرحلة إلى المريخ، ولربما تتعجب كيف تنصب معظم الجهود العلمية حول أخذنا إلى الكوكب الأحمر بدلًا من استكشاف ثاني كواكب المجموعة الشمسية بعدًا عن الشمس (كوكب الزهرة).

في الحقيقة، إن أطول عملية أقيمت على سطح الزهرة استمرت لمدة زمنية قدرها ساعتين وسبع دقائق، قبل أن تحترق الدارات الإلكترونية للنظام المستخدم بسبب حرارة الكوكب الشديدة وغلافه الجوي الثقيل اللذان يجعلانه بيئة غير ملائمة للدراسة على الإطلاق.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
لكن، إنَّ الإلكترونيات الجديدة التي طورتها ناسا يمكن أن تمنحنا الفرصة لدراسة وتفحص هذا الكوكب الشديد الحرارة عن قرب، فقد تمكن المهندسون في وكالة الفضاء(Glen) في مركز البحوث في كليفيلاند(Cleveland) من التوصل إلى دارات إلكترونية قادرة على الصمود لمدة أطول بمئة مرة من الدارات الإلكترونية المستخدمة في البعثة السابقة نحو الزهرة، ما يعني أننا نمتلك أخيرًا الأساسيات التقنية للقيام بفحوصات علمية مطولة فوق الكوكب الأكثر حرارة في النظام الشمسي بمعدل درجة حرارة 462درجة سيليسوس (863فهرينهايت) على سطحه.

" إذا نظرنا إلى جميع بعثات المريخ ، نجد أن هناك العديد من الروبوتات الجوالة فوق سطحه بحيث تعمل للحصول على كافة أنواع المعطيات العلمية، بينما نفتقد فعليًّا هذا الكم من المعلومات على كوكب الزهرة لأن الإلكترونيات غير معرفة للعمل على سطحه " يقول فيليب نيوديك مهندس الإلكترونيات في ناسا.

وبما أن الطبقات الجوية للزهرة مكونة من سحب من حمض الكبريتيك، فإن المشكلة الحقيقية التي ستواجه الحساسات التي ستوضع على سطح الكوكب هي درجة الحرارة الهائلة والضغط الجوي الكثيف للكوكب، حيث يمتلك الزهرة غلافًا جويًّا عالي الضغط من ثاني أوكسيد الكربون، ما يجعله أكبر من الضغط الجوي لسطح الأرض ب 90 مرة، وهذا يعني أن الوقوف على سطح الزهرة يعرضك لضغط يعادل الذي تتعرض له إذا وقفت تحت 900 متر (300 قدم) تحت سطح البحر على كوكب الأرض.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
فإذًا، ومع التحدي المزدوج للضغط الجنوني والحرارة الشديدة، لن تعمل الإلكترونيات العادية على سطح الزهرة، لذا فإن البعثة السوفييتية السابقة قامت باستخدام أوعية مقاومة للحرارة والضغط مجهزة بعبوات محكمة الإغلاق كتيمة لإبقاء المعدات الإلكترونية معتدلة الحرارة قدر الإمكان.
ولكن، حقيقة أن 127 دقيقة فقط هي أطول مدة مسجلة حتى الآن لصلاحية عمل الإلكترونيات على سطح الزهرة، -والذي سجلته البعثة السوفييتية عام 1982 - تشير إلى ضرورة إيجاد مقاربة جديدة تمامًا.
من هنا، قام مهندسو مركز البحوث Glen بتطوير دارات متكاملة من أنصاف نواقل مكونة من مادة كربيد السيليكون المتينة للغاية، حيث أن شرائح كربيد السيليكون ذات مقاومة عالية جدًا للحرارة مقارنة مع شرائح السيليكون التقليدية التي تكون جيدة فقط عند درجة حرارة أعلى من 250 درجة سليسيوس (482 فهرينهايت)، فعند هذه النقطة يمتلك النظام طاقة كبيرة ما يجعل الإلكترونات تتصرف بشكل مختلف، وهنا يتوقف السليكون بشكل فعال عن العمل كنصف ناقل.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
لاختبار الدارات الإلكترونية الجديدة، قام الباحثون بوضع زوج من شرائح السيليكون الكبريدي في جهاز للفحص يدعى(GEER) عبارة عن غرفة بسعة 800 ليتر تعمل كفرن شديد الحرارة لمحاكاة ضغط وحرارة الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بدقة عالية.

استطاعت الدارات الإلكترونية المختبرة تحمل الظروف التي تمت محاكاتها لمدة 521 ساعة، وهي نتيجة أفضل بمئة مرة من التجارب السابقة لها.

" لقد تمكنا من التوصل إلى عملية إلكترونية أطول بكثير باستخدام شرائح معرضة بشكل مباشر-دون تبريد أو حماية أو تغطية- لظروف مطابقة بشكل كبير للظروف الفيزيائية والكيميائية الناتجة عن الغلاف الجوي لسطح الزهرة، وإنَّ كلًا من الدارتين المتكاملتين استمرتا بالعمل بعد انتهاء الاختبار."

إنها لنتيجة رائعة مكملة للاختبارات السابقة التي قامت بها ناسا، وباستخدام دارات متكاملة مشابهة من السليكيون الكربيدي، حيث تظهر النتائج أن الشرائح تمكنت من البقاء لمدة 1000 ساعة عند درجة حرارة 500 درجة سيليسوس (932 فهرينهايت) مع تطبيق الضغط الجوي عند سطح الأرض.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
وبينما تتصاعد تطلعات ناسا الحالية لاستكشاف كوكب الزهرة ليصبح في مقدمة بعثات البحوث الأخرى، من المشجع جدًا أن دراسة هذا الكوكب المشوق والمرعب معًا أصبحت على الأقل ممكنة تقنيًّا الآن.

"لم يقم أحد من قبل بصناعة دارات تعمل في هذه البيئة ذات درجة الحرارة العالية ولمدة زمنية طويلة!" يقول نيوديك، ويضيف: " إن هذا حقًا يفتح طرقًا جديدة كليًّا للقيام ببعثات فضائية إلى الزهرة."

<hr />

ترجمة: ديالا الأحمدية
تدقيق: منار نعيم
<span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://www.sciencealert.com/nasa-has-developed-electronics-to-withstand-the-toxic-hellhole-that-is-venus" target="_blank">المصدر</a></span>

ديالا الأحمدية

الأعمال

بعد عقود من الانتظار ، الهيدروجين الصلب اصبح حقيقة

لماذا استاجرت شركة اوبر احد مهندسي ناسا ؟

بامكان التفافة صغيرة في طاقة الاندماج النووي ان تنتج طاقة نظيفة لا حد لها

وكالة ناسا تطور نظاما الكترونيا يمكنه تحمل الظروف شديدة القساوة على كوكب الزهرة