ኒውክሌር ፊውዚየን፡ አፍሪካ ለምን እንደምትጠብቅበት የተስፋ ኃይል ምንጭ

መግቢያ፡ ከኮከብ ወደ ምድር የሚመጣ ኃይል

በሰማይ ላይ ኮከቦች ለቢሊዮን ዓመታት የሚበራበትን መሠረታዊ ሂደት ሰው ልጅ ለመቅዳት እየሞከረ ነው። ይህ ሂደት ኒውክሌር ፊውዚየን ይባላል። በጣም ቀላል ቃል ከሆነው ሃይድሮጅን አተሞች ጋር ሲጀምር በከፍተኛ ሙቀትና ግፊት ላይ በማድረግ ከባድ ሄሊየም አተሞችን በመፍጠር ኃይልን የሚያስነሳ ይህ ሂደት ለምድር ላይ ያለው የኃይል ፍላጎት ዘላለማዊና ንጹህ መልስ ሊሆን ይችላል። ለአፍሪካ ቀጣይነት ያለው እድገት፣ የኢንዱስትሪ ልማት እና ለከፋ ተጽዕኖዎች የሚቋቋም የኃይል ስርዓት መገንባት አስፈላጊ ነው። ይህ ጽሁፍ የኒውክሌር ፊውዚየን ሳይንስን፣ የአፍሪካን የኃይል ቀውስ እና ይህ ቴክኖሎጂ ለክፍለ ሀገሮቹ የሚያስገኝበትን ልዩ እድል ይመረምራል።

የኒውክሌር ፊውዚየን ሳይንስ እና መሰረታዊ መርሆች

ኒውክሌር ፊውዚየን የሚከሰተው ሁለት ቀላል አተሞች በከፍተኛ ፍጥነት ሲጋጩ ነው። ይህ ግጭት አዲስ ከባድ አቶም እንዲፈጠር ያደርጋል፣ ነገር ግን የተፈጠረው አቶም ከመጀመሪያዎቹ ሁለት አተሞች ጋር ሲነፃፀር ትንሽ ቀላል ነው። ይህ የጅምላ ልዩነት በአይንስታይን ቀመር E=mc² መሰረት ወደ ኃይል ይቀየራል። በኮከቦች ውስጥ ዋናው ፊውዚየን ሂደት ፕሮቶን-ፕሮቶን ሰንሰለት ወይም ካርቦን-ናይትሮጅን ዑደት ነው። በምድር ላይ ግን ሰዎች በጣም ለመቆጣጠር ቀላል የሆነውን ዴዩቴሪየም እና ትሪቲየም የሚባሉ የሃይድሮጅን ኢሶቶፖችን እየተጠቀሙ ነው።

የማግኔት እስክላበት እና የላዛር ፊውዚየን

በአሁኑ ጊዜ ሁለት ዋና ዋና ቴክኖሎጂዎች ላይ ሙከራዎች እየተካሄዱ ነው። አንደኛው ቶካማክ (Tokamak) የሚባለው የማግኔት እስክላበት መሳሪያ ሲሆን ይህም በITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) ፕሮጀክት ውስጥ በፈረንሳይ፣ በካዳራሽ ከተማ ይገኛል። ሌላው ዘዴ ላዛር ፊውዚየን ወይም ተሳቢፊ ማጠባበቂያ (Inertial Confinement Fusion – ICF) ነው፣ እሱም በማሽናል ኔሽናል ኢግኒሽን ፋሲሊቲ (NIF) በአሜሪካ ይሞከራል።

የአፍሪካ የኃይል ቀውስ፡ የአሁኑ ሁኔታ እና ተግዳሮቶች

አፍሪካ ከዓለም ቀሪው ክፍል በተሻለ የፀሐይ ብርሃን የተመካ ሲሆን ከ600 ሚሊዮን በላይ ሰዎች ወደ ኤሌክትሪክ አይደርሱም። በሳህራ በታች አፍሪካ ብቻ ከ50% በላይ የሆነ ህዝብ ያለ ኤሌክትሪክ ይኖራል። የኃይል ማመንጫዎች ብዙውን ጊዜ የቆዩ፣ ያልተስተካከሉ እና በውሃ ማጠራቀሚያ እጦት ላይ የተመሰረቱ ናቸው። ይህ በኢትዮጵያ ላይ ያለው የገንዘብ ግድብ እና በጋና ላይ ያለው የአካስሙቦ ግድብ ላይ የሚታየውን የደረቅ ወቅት እጦት ያሳያል። የደቡብ አፍሪካ አብዛኛው ኃይል ከኮላ ገበያ የሚመጣ ሲሆን ይህም የገሀነም ጋዝ እና የተበከለ አየርን ያመነጫል።

አፍሪካ በአለም አቀፍ የፊውዚየን ምርምር ውስጥ ያላት ሚና

የአፍሪካ ምሁራንና ተቋማት በአለም አቀፍ የፊውዚየን ምርምር ውስጥ እየጨመረ የመጣ አስተዋፅዖ አላቸው። የደቡብ አፍሪካ የኒውክሌር ኢነርጂ ኮርፖሬሽን (NECSA) በPellet Fusion ምርምር ላይ ተሳትፏል። በጋና፣ የአቶም ኃይል ኢንስቲትዩት (GAEC) የፊውዚየን ቴክኖሎጂን በማጥናት ላይ ነው። የኒጄሪያ የአቶም ኃይል ቴክኖሎጂ ባለሙያዎች ኢንስቲትዩት (NAETI) እና የኬንያ የሳይንስና ቴክኖሎጂ ምርምር ባለስልጣን ደግሞ በኃይል ምርምር ውስጥ ይሳተፋሉ።

የአፍሪካ ምሁራን በITER እና በሌሎች ፕሮጀክቶች

በITER ፕሮጀክት ላይ ከ30 በላይ የሆኑ የአፍሪካ ምሁራን ከአልጄሪያ፣ ቱኒዚያ፣ ደቡብ አፍሪካ እና ሞሮኮ የመጡ በፊዚክስ፣ በፕላዝማ ቴክኖሎጂ እና በምህንድስና ውስጥ ይሰራሉ። በተጨማሪም የኢትዮጵያ ምሁር ዶክተር መስፍን ተሾመ በማክስ ፕላንክ ኢንስቲትዩት ለፕላዝማ ፊዚክስ በጀርመን ውስጥ የሚያደርገው ምርምር በጣም ዝነኛ ነው።

የአፍሪካ ልዩ እድሎች፡ ከፊውዚየን ጋር የሚጣጣሙ ጥቅሞች

አፍሪካ ለፊውዚየን ኢነርጂ ልዩ እድሎች አሏት። አንደኛው የሄሊየም-3 አቅርቦት ነው። ሄሊየም-3 በጨረቃ ላይ የሚገኝ እንደሆነ ቢታወቅም፣ በምድር ላይ በተፈጥሮ ጋዝ ማጠራቀሚያዎች ውስጥ እንደ ረዳት ንጥረ ነገር ይገኛል። አፍሪካ በታንዛኒያ ውስጥ በሩዋ ሸለቆ እና በሌሎች ቦታዎች ትልቅ የተፈጥሮ ጋዝ ክምችት አላት፣ ይህም ሄሊየም-3ን ለማግኘት እድል ይሰጣል። ሁለተኛው እድል የልታም (Lanthanum) እና ዩትሪየም (Yttrium) ያሉ ንጥረ ነገሮች አቅርቦት ነው፣ እነዚህም ለማግኔት እስክላበት ውስጥ የሚጠቀሙ የከፍተኛ ሙቀት ሱፐርኮንዳክተሮች ለመፍጠር ያስፈልጋሉ። እነዚህ ንጥረ ነገሮች በደሞክራሲያዊ ሪፐብሊክ ኮንጎ፣ ደቡብ አፍሪካ እና ማዳጋስካር ይገኛሉ።

ተግዳሮቶች እና ግምቶች፡ ወደ ንግድ ሥራ መቀጠል

የኒውክሌር ፊውዚየን ንግድ ሥራ ለመሆን እስከሚችልበት ጊዜ ድረስ ብዙ ተግዳሮቶች አሉ። ዋናዎቹም፡-

• የፕላዝማ መረጋጋት፡ በቶካማክ ውስጥ ያለውን ከፍተኛ ሙቀት ያለው ፕላዝማ ለረጅም ጊዜ በቋሚነት ማቆየት።
• የቁሳቁስ ምርጫ፡ ከፍተኛ የኒውትሮን ፍሰትን እና ሙቀትን ሊቋቋሙ የሚችሉ ቁሳቁሶችን መፈለግ።
• የኢኮኖሚ ተጨባጭነት፡ የመጀመሪያ ካፒታል ወጪ እጅግ ከፍ ያለ ነው፣ ለምሳሌ ITER ፕሮጀክት ከ20 ቢሊዮን ዩሮ በላይ ይፈልጋል።
• የትሪቲየም አቅርቦት፡ ትሪቲየም በተፈጥሮ ውስጥ ጥቂት ነው፣ ነገር ግን በሊቲየም ከሚገኝበት ጋር ሊመረት ይችላል።

የስፓርክ (SPARC) ፕሮጀክት በMIT እና በኮመንዌልዝ ፊውዚየን ስርዓቶች እንዲሁም የሄሊየን ኢነርጂ (Helion Energy) የሚሉ የግል ኩባንያዎች ከ2030 በፊት ሙሉ ለሙሉ ንግድ ሥራ የሚያደርግ ፊውዚየን ማመንጫ ለመገንባት እየሞከሩ ነው።

የአፍሪካ የወደፊት የፊውዚየን ምርምር እና ልማት መንገድ ካርታ

አፍሪካ የራሷን የፊውዚየን ምርምር ማዕከል ለመመሥረት ችሎታ አላት። ይህ የሚቻለው፡-

1. የአፍሪካ ህብረት (AU) በኃይል እና በሳይንስ ኮሚሽን መሪነት የጋራ የምርምር ፕሮጀክት በመጀመር።
2. የአፍሪካ የሳይንስ አካዳሚ እና የኒውክሌር ሳይንስ እና ቴክኖሎጂ አፍሪካ ኔትወርክ (AFRA) አቅም በማጠናከር።
3. ከሩሲያ፣ ቻይና (በEAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) ፕሮጀክት)፣ እና አውሮፓ ህብረት ጋር የጋራ ስምምነቶችን በመፍጠር።
4. የአፍሪካ ዩኒቨርሲቲዎች እንደ ኬፕ ታውን ዩኒቨርሲቲ፣ አዲስ አበባ ዩኒቨርሲቲ እና ካይሮ ዩኒቨርሲቲ ውስጥ የፊውዚየን ፊዚክስ ዲግሪ ፕሮግራሞችን በመጀመር።

የሚመረቱ የአፍሪካ ምሁራን ምሳሌዎች

በዚህ መስክ የሚሰሩ አንዳንድ የአፍሪካ ምሁራን፡ ፕሮፌሰር ማምፉሪ ዲላንትስ (ደቡብ አፍሪካ)፣ ዶክተር ናድራ መሃማዲ (ቱኒዚያ) በITER፣ ፕሮፌሰር ጂቦርጂስ ኢኮኖሙ (ግሪክ/ኢትዮጵያ አፍቃሪ) በማክስ ፕላንክ ኢንስቲትዩት፣ እና ዶክተር አሊ ሙስታፋ (ሱዳን) በኦክስፎርድ ዩኒቨርሲቲ።

መደምደሚያ፡ የአፍሪካ የኃይል ወደፊት እና የፊውዚየን ተስፋ

ኒውክሌር ፊውዚየን ለአፍሪካ የኃይል ነፃነት፣ ዘላቂ ኢንዱስትሪ እና የቴክኖሎጂ እድገት የሚያስገኝ የተስፋ ምንጭ ነው። ይህ ቴክኖሎጂ ከፀሐይ፣ ከነፋስ እና ከጂዮተርማል ኃይል ጋር በመተባበር ሙሉ በሙሉ ንጹህ እና አልፎ አልፎ የሚገኝ የኃይል ስርዓትን ሊፈጥር ይችላል። የአፍሪካ ሀገራት በዚህ የፊውዚየን አብቅ ላይ ተገኝተው እንዲሳተፉ የሚያደርጉ የሳይንስ አቅም፣ የተፈጥሮ ሀብቶች እና የሰው ኃይል አላቸው። የወደፊቱ ልማት በአዲስ አ