مفاعلات الاندماج التي تصنع الذهب؟ ماراثون فيوجن يعتقد ذلك

A team of engineers from the San Francisco-based startup Marathon Fusion has introduced a novel method to convert byproduct neutrons from fusion into powerful transmutative pathways capable of producing gold. The new technology could be used to offset the cost of running these infinite energy-producing fusion systems and revolutionize energy production moving forward. Here’s what you need to know.

الخيمياء

لعدة قرون، سعى البشر لتحقيق حلم تحويل المعادن الأخرى إلى ذهب من خلال الخيمياء. نشأت هذه الممارسة في مصر القديمة. في ذلك الوقت، كانت مصر تُعرف باسم كيميت، وهو ما يُترجم تقريبًا إلى “الأرض السوداء”. أُعطي هذا الاسم للمنطقة بسبب تربتها الخصبة الداكنة. من هناك، اشتق الكلمة العربية “الكيمياء”، والتي تطورت لاحقًا إلى مصطلح “الخيمياء” مع انتشار الممارسة عبر الصين القديمة، الهند، وفي النهاية أوروبا.

ما يخطئه كثير من الناس بشأن الخيمياء هو أنها كانت أكثر من مجرد مجموعة تحاول تحويل المعادن إلى ذهب. كانت فلسفة. في الاعتقاد الخيميائي، كان الذهب هو المعدن الأكثر تطورًا. لإنشاء الذهب، كان على الخيميائي أن يصبح الشكل الأكثر تطورًا من نفسه. بهذه الطريقة، كانت الخيمياء رحلة روحية بقدر ما كانت شكلًا مبكرًا من الكيمياء.

أساطير الخيمياء والأحلام الحديثة

على مر القرون، تطور مفهوم الخيمياء الروحية إلى نسخة اليوم من العالِم المجنون الذي يخلق الذهب، المهووس بتحويل المعادن الأساسية مثل الرصاص والقصدير والحديد والنحاس والزئبق إلى ذهب. ومع ذلك، لا يزال بإمكانك العثور على لمحات من motifs الأصلية في الأدب، مثل “الخيميائي” لبولو كويلو وأعمال أخرى.

المصدر – GoodReads

من الجدير بالذكر أن الخيمياء وضعت أسس العلم الحديث والكيمياء. كانت أداة حاسمة في توجيه العديد من المخترعين المشهورين لتحقيق اكتشافات عظيمة. من بين هؤلاء المبدعين إسحاق نيوتن، روبرت بويل، والعديد من العقول العلمية والمؤثرة عبر التاريخ.

حجر الفيلسوف

في الخيمياء، كان أعلى مستوى من الفهم يمكن للمرء تحقيقه هو إنشاء حجر الفيلسوف. ورد في الفولكلور الخيميائي أن هذا العنصر الأسطوري يمكن أن يمكّن الخيميائي من تحويل أي معدن إلى ذهب بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، كان بإمكان الخيميائي إنشاء إكسير الحياة، الذي يمنحه قدرات شفاء فورية وفقًا للأساطير.

جهود التحويل الحديثة

على الرغم من وضوح أن معظم تاريخ الخيمياء هو أساطير أكثر من الواقع، إلا أن هناك بعض العوامل الرئيسية التي ظهرت خلال العقد الماضي والتي سلطت الضوء على أحلام المجموعة في إنشاء الذهب من المعادن الأساسية. تم الآن إعادة تسمية علم التحويل إلى “كريسوبييا”، وبشكل مدهش، قام العلماء بالفعل بإنشاء الذهب.

رصد حديث في مصادم الهادرونات الكبير (LHC) التابع لـ CERN من قبل تعاون ALICE تحولًا نادرًا لأيونات الرصاص إلى أيونات الذهب أثناء تصادمات عالية الطاقة. ومع ذلك، شدد CERN على أن هذا ليس شكلًا قابلًا للتوسع أو الاستخراج من الذهب — تظهر ذرات الذهب لفترة قصيرة فقط وفي ظروف تجريبية محددة للغاية. أشار الفريق بروح فكاهية إلى أن “هذا ليس حجر الفيلسوف للخيّميين”.

لماذا لا تعمل مسرعات الجسيمات

هناك عدة مشكلات واجهها هؤلاء الخيميائيون المعاصرون في رحلتهم. أولاً، تتطلب العملية استخدام مصادم الهادرونات الكبير. هذا المسرع الضخم يحتاج إلى كمية كبيرة من الطاقة للتشغيل، ولا يمكن إنتاج الذهب بمعدل يزيد عن حوالي 89,000 نواة في الثانية، مما يجعل من المستحيل عمليًا إنتاج أي كمية ذات قيمة.

دراسة ماراثون فيوجن

بشكل حاد، قد يكون فريق من المهندسين في Marathon Fusion قد اكتشف المفتاح للتحويل الحقيقي. توضح ورقتهم¹، بعنوان “Scalable Chrysopoeia via (n, 2n) Reactions Driven by Deuterium-Tritium Fusion Neutrons”، طريقة جديدة لتصنيع ذهب ثابت من نظائر الزئبق باستخدام النواتج الجانبية لتفاعلات الذرات في طبقة مضاعف النيوترونات المتخصصة داخل بطانية الاندماج التي تحدث داخل مفاعل توكاماك للاندماج.

مفاعل توكاماك للاندماج

مفاعلات توكاماك للاندماج تم اختراعها في الخمسينات من قبل العلماء السوفييت. تستخدم هذه المفاعلات الحلزونية لفائف مغناطيسية قوية موضوعة حول حجرة على شكل حلقة. يتيح هذا الترتيب للمغناطيسات ضغط نظائر الهيدروجين، التريتيوم والديتيوريوم، لتكوين الهيليوم.

المصدر – Iter

بطانية التربية

خلال عملية الاندماج، تُطلق جسيمات دون ذرية تُسمى النيوترونات. تُلتقط هذه الجسيمات عالية الطاقة في بطانية الاندماج المعروفة ببطانية التربية. تعمل بطانية التربية كطبقة مضاعف للنيوترونات، مما يتيح لها دعم دورات الوقود المستقبلية من خلال تمكين إنشاء التريتيوم والليثيوم.

من الجدير بالذكر أنه خلال الاندماج العادي، يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة تلك الموجودة في مركز الشمس. عند 100 مليون درجة مئوية، تُنشئ النيوترونات بلازما اندماج ديتيوريوم-تريتيوم. يمكن استخدام هذه التفاعلات البلازمية لإنشاء وقود التريتيوم حيث يمتص الليثيوم النيوترونات.

الزئبق بدلاً من الليثيوم

قام فريق Marathon Fusion باكتشاف مفاجئ عندما استبدلوا الليثيوم بنظير الزئبق-198. ومن الجدير بالذكر أن المهندسين صرحوا بأن النظير تم إثراؤه إلى 90٪ كجزء من العملية. يوفر هذا النظير الشائع تفاعلات إضافية أثناء الاندماج.

الزئبق-197

لاحظ المهندسون أنه بعد استبدال الليثيوم بالزئبق، أنتج الاندماج اللاحق زئبق-197 غير مستقر. لا يستطيع هذا النظير البقاء في حالته ويتدهور خلال أيام إلى معدن آخر، وهو الذهب-197 المستقر، وهو الذهب الأصفر الطبيعي الذي يرتبط به معظم الناس كمعادن ثمينة.

اختبار دراسة ماراثون فيوجن

لاختبار مفهومهم، أجرى الفريق عدة محاكاة نيوترونية باستخدام OpenMC وإنتاج الذهب. بدأ اختبارهم بإعادة إنشاء مفاعل توكاماك للاندماج رقميًا. من هناك، وضع الفريق القيود الدقيقة لاختبارهم. على سبيل المثال، افترض الاختبار أن محطة الطاقة ستنتج 1500 ميجاواط حراري من الطاقة.

نتائج اختبار دراسة ماراثون فيوجن

أكدت نتائج اختبار دراسة Marathon Fusion نظريات المهندسين. كان نهجهم الجديد قادرًا على إنتاج 2-5 أطنان من الذهب من الزئبق لكل جيجاواط من الكهرباء المولدة. كما كشفت المحاكاة عن بعض الآثار السلبية لإنشاء الذهب من الاندماج النووي.

الذهب الملوث

أظهر الاختبار أن العملية تترك بعض نظائر الذهب المشعة. وبالتالي، أي ذهب يُنتج باستخدام هذه الطريقة سيحتاج إلى التخزين لأكثر من 18 سنة قبل أن يُعتبر آمنًا. لا يمكن تسريع هذه الفترة دون تعريض الصحة للخطر. ومع ذلك، يمكن الإشارة إلى أن الذهب لا يزال يمكن بيعه على شكل ورقي أثناء التخزين، مما يمكّن موردي الطاقة النووية من تحقيق إيرادات إضافية منذ اليوم الأول للتشغيل.

فوائد دراسة ماراثون فيوجن

هناك قائمة طويلة من الفوائد التي تصاحب القدرة على إنشاء الذهب من نواتج الاندماج النووي. أولاً، هذه هي المرة الأولى التي يظهر فيها نموذج أعمال اقتصاديًا قابلًا للتطبيق للطاقة الاندماجية. في الماضي، أدت تكلفة التشغيل، وتخزين النفايات النووية المستنفدة، والمخاطر الإضافية إلى اعتقاد الكثيرين أن الاندماج النووي هو حل قابل للتطبيق فقط تحت ظروف محددة. يقدم هذا النهج الجديد بديلًا قابلًا للتنفيذ، ميسور التكلفة، وقابلًا للتوسع في السوق.

بالإضافة إلى ذلك، لا يؤثر نهج إنتاج الذهب من Marathon Fusion سلبًا على إنتاج الكهرباء، مما يعني أنه يمكن أن يساعد في تخفيض تكاليف تشغيل هذا الجهاز المكلف. أيضًا، من خلال التحويل ومضاعفة النيوترونات، هناك إمداد وفير من النظير.

إيرادات إضافية

أحد أهم الفوائد التي تكشفها هذه الدراسة هو كيفية توليد المفاعلات النووية لإيرادات إضافية كبيرة دون فقدان أي قدرة تشغيلية. بالنظر إلى سعر الذهب الحالي، يمكن لمحطات الطاقة النووية تحقيق دخل مماثل من هذا النهج كما هو الحال في نموذج أعمالها الأساسي المتمثل في توفير الطاقة. سيؤدي مضاعفة إيرادات هذه الشركات إلى جعلها أكثر جاذبية، وعلى الأرجح سيعزز تبني هذا الحل للطاقة النظيفة.

إنتاج الذهب الاندماجي على نطاق واسع

معلم رئيسي آخر هو كمية الذهب الهائلة التي يمكن لهذا النهج إنتاجها. وفقًا للدراسة، تمكن المهندسون من محاكاة إنشاء 11,023 رطلًا من الذهب سنويًا فقط من استهلاك جيجاواط واحد من الطاقة. قد تُستخدم هذه الأموال يومًا ما لدعم نشر تيراواط من الطاقة دون التسبب في التشبع.

قيمة سوق الذهب

هناك بعض المزايا المالية إلى جانب القدرة على إنشاء وبيع الذهب. أولاً، يعتقد العلماء أن تقييد نهجهم، إلى جانب فترة إزالة التلوث التي تستغرق 18 سنة، سيمنع الذهب الجديد من التسبب في انخفاض مفاجئ في الأسعار. يشيرون إلى أن استخراج الذهب عالميًا ينتج حوالي 3,500 طن سنويًا، وبالتالي فإن الـ 11 طن التي تُنتجها المفاعلات سنويًا لن تُحدث فرقًا من حيث العرض والطلب.

تطبيقات دراسة ماراثون فيوجن في العالم الحقيقي والجدول الزمني:

هناك العديد من التطبيقات لهذه التقنية. الاستخدام الواضح هو إنشاء الذهب لجعل طاقة الاندماج حلاً أكثر جاذبية من الناحية الاقتصادية. الذهب مكوّن أساسي في الإلكترونيات المتقدمة وأنظمة المالية اليوم. القدرة على إنشاء هذا المعدن الثمين كانت حلمًا للعلماء لقرون. الآن، أصبح هذا الحلم واقعًا.

البطاريات النووية

انطلقت فكرة البطاريات النووية. تُولد هذه المصادر الطاقة من خلال تحويل النظائر المتحللة إلى كهرباء. على عكس المفاعلات التي تعتمد على تفاعل سلسلة، تمتلك البطاريات النووية تحللًا بطيئًا واحدًا ينتج كثافة طاقة عالية.

يمكن للبطاريات النووية توفير طاقة لسنوات، لكنها تحمل بعض العيوب. على سبيل المثال، هي مكلفة جدًا في الإنتاج ويمكن أن تكون ضارة إذا تعرضت للتلف. ستساعد هذه الدراسة الأخيرة في خفض تكاليف إنتاج هذه الأجهزة، مما قد يؤدي إلى مزيد من الابتكار والتبني.

صنع معادن ثمينة أخرى

اليوم، العديد من المعادن أكثر قيمة بكثير من الذهب. وإدراكًا لهذا الواقع، أشار المهندسون إلى أن طريقة التحويل هذه يمكن أن تعمل أيضًا لإنشاء معادن أخرى مثل البلاديوم. ومع ذلك، مثل الذهب، ستحمل هذه المعادن الجديدة بعض الإشعاع النووي الذي سيتلاشى ببطء خلال ما يقرب من عقدين من سنوات التخزين المطلوبة.

الجدول الزمني لدراسة ماراثون فيوجن

تأمل Marathon Fusion في تشغيل تقنيتها خلال السنوات الخمس القادمة. أثبت الفريق طموحه في سعيه للعثور على شركاء موثوقين. مؤخرًا، التقى العلماء بBill Gates في قمة Breakthrough Energy لعام 2024 في لندن.

باحثو دراسة ماراثون فيوجن

استضافت Marathon Fusion البحث العلمي لهذه الدراسة. على وجه التحديد، تسرد الورقة مهندسًا سابقًا في SpaceX، آدم روتكووسكي، والرئيس التنفيذي السابق لشركة Google إريك شميت كمتعاونين رئيسيين. تتخذ Marathon Fusion مقرها في سان فرانسيسكو، كاليفورنيا. تأسست في عام 2023 وحصلت على تمويل يزيد عن 5.9 مليون دولار.

بالإضافة إلى ذلك، تلقى الفريق تمويلًا من وزارة الطاقة الأمريكية وبرنامج زملاء Breakthrough Energy.

مستقبل دراسة ماراثون فيوجن

الآن بعد تشغيل المحاكاة، يسعى الفريق لإجراء اختبار عملي لنظريتهم وتخضع دراستهم للمراجعة من قبل الأقران. من هناك، يرغب العلماء في العمل على إنشاء بطانية اندماج ذات طبقتين. سيؤدي هذا النهج ذو الطبقتين إلى إنشاء بطانية داخلية وخارجية. ستمكن هذه الاستراتيجية المهندسين من تحسين البطانية الداخلية لإنتاج الذهب دون إعاقة إنتاج الطاقة.

الاستثمار في قطاع الطاقة النووية

هناك العديد من الشركات في سوق الاندماج النووي. تُعتبر هذه التقنية من قبل الكثيرين أفضل فرصة للحصول على طاقة نظيفة ومستدامة للعالم. ومع ذلك، خلال الستين عامًا الماضية، حلت الطاقة النووية في المرتبة الثانية أمام حلول مستدامة أخرى. على الرغم من تغير السوق، لا تزال بعض الشركات تعتقد أن الاندماج هو المسار الأفضل للمستقبل. إليكم شركة واحدة تساعد في دفع الابتكار وتبني الطاقة النووية.

Cameco

دخلت Cameco (CCJ ) السوق في عام 1988 كشركة لتعدين اليورانيوم وإنتاج الوقود النووي. ومن الجدير بالذكر أنها تأسست بعد دمج شركة Saskatchewan Mining Development Corporation وشركة Eldorado Nuclear Limited. منذ ذلك الحين، شهدت الشركة نجاحًا متزايدًا مع مناجم تعمل في الولايات المتحدة، كندا، وكازاخستان. معًا، تنتج الشركة حوالي أكثر من 20 مليون رطل من تركيز اليورانيوم سنويًا.

تم إدراج Cameco في بورصة نيويورك (NYSE) في عام 1996 وظلت منافسًا قويًا في قطاع الوقود النووي لعقود. خلال عملياتها، قامت باستمرار بعمليات استحواذ لتوسيع قدراتها. على وجه التحديد، استحوذت الشركة على Uranerz Exploration, Mining Limited, Uranerz U.S.A., Inc., وBruce Power. كما اشترت حصة رئيسية في Global Laser Enrichment.

اليوم، تقدم Cameco مجموعة واسعة من الخيارات المتعلقة بالوقود النووي. ساعد التزام الشركة بالجودة والأمان والسلامة في أن تصبح واحدة من أكبر منتجي اليورانيوم وموردي الوقود النووي في العالم. يجب على الراغبين في التعرض لهذه الأسواق إجراء المزيد من البحث حول أسهم Cameco، حيث يبدو أن الشركة مستعدة للنمو على المدى الطويل جنبًا إلى جنب مع الصناعة.

أحدث أخبار وتطورات أسهم Cameco (CCJ)

خاتمة دراسة ماراثون فيوجن

من المثير للإعجاب أن Marathon Fusion قد تكون قد فكّرت لغز آلاف السنين من الدراسات الخيميائية. أعرب الفريق عن حماسه ويعتقد أن إمكانية إيرادات الذهب قد تكون عاملًا محوريًا لتطوير الاندماج المستقبلي والمستثمرين. بسبب هذه العوامل والعديد غيرها، يجب أن نحيي هذا الفريق من العقول المبتكرة على عملهم الجاد وتفانيهم.

تعرف على تطورات طاقة أخرى رائعة هنا.

الدراسات المشار إليها:

^{1. Rutkowski, A. (2025). Scalable Chrysopoeia via (n, 2n) Reactions Driven by Deuterium-Tritium Fusion Neutrons. arXiv. https://arxiv.org/abs/2507.13461}