Η πυρηνική σύντηξη έχει χαρακτηριστεί το «Ιερό Δισκοπότηρο» της ενέργειας, καθώς θα μπορούσε να δώσει άφθονη καθαρή ενέργεια. Αν και συχνά μοιάζει με επιστημονική φαντασία, ο τόνος πέφτει στο «επιστημονική», καθώς επιδιώκει να υλοποιήσει στη Γη τον τρόπο που παράγουν ενέργεια ο ήλιος και τα αστέρια. Πρόσφατα ανακοινώθηκε στις ΗΠΑ ένα πειραματικό αποτέλεσμα που μπορεί να αποδειχθεί καθοριστικό για το μέλλον, καθώς για πρώτη φορά σε διαδικασία πυρηνικής σύντηξης πήραμε περισσότερη ενέργεια απ’ όση χρησιμοποιήσαμε!
«Στις 5 Δεκεμβρίου διεξήχθη στην εγκατάσταση National Ignition Facility στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore (LLNL) των ΗΠΑ το πρώτο πείραμα ελεγχόμενης σύντηξης, που είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή περισσότερης ενέργειας απ’ όση καταναλώθηκε για την πραγματοποίησή του. Το πείραμα αυτό είναι το αποτέλεσμα μακρόχρονης προσπάθειας. Το National Ignition Facility θεωρείται το ενεργειακά ισχυρότερο σύστημα λέιζερ στον κόσμο. Για το συγκεκριμένο πείραμα χρησιμοποιήθηκαν 192 δέσμες λέιζερ προκειμένου να δώσουν σε στόχο δευτερίου-τριτίου 2,05 εκατομμύρια joules (MJ) ενέργειας. Παράγοντας 3,15 MJ ενέργειας το πείραμα έδειξε για πρώτη φορά τη δυνατότητα καθαρού ενεργειακού κέρδους από τη σύντηξη», αναφέρει στην «Κ» ο Ιων Σταματελάτος, διευθυντής Ερευνών στο ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», προϊστάμενος του Εργαστηρίου του Ερευνητικού Αντιδραστήρα του Κέντρου, με πλούσια ερευνητική δραστηριότητα στις τεχνολογίες σύντηξης.
«Το επίτευγμα στο Εργαστήριο Lawrence Livermore θα μπορούσε να αποτελέσει το θεμελιώδες δομικό στοιχείο ενός μεγαλύτερου συστήματος παραγωγής ενέργειας. Γι’ αυτό αποτελεί ένα σημαντικό ορόσημο στην επιστημονική και τεχνολογική προσπάθεια για την ανάπτυξη μιας πηγής άφθονης και καθαρής ενέργειας», συμπληρώνει.
Τι είναι όμως η πυρηνική σύντηξη; «Είναι η διαδικασία κατά την οποία δύο ελαφροί πυρήνες συνενώνονται για να σχηματίσουν έναν ενιαίο βαρύτερο πυρήνα, απελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Κατά τη σύντηξη, πυρήνες ελαφρών ατόμων, όπως είναι το υδρογόνο και τα ισότοπά του, δευτέριο και τρίτιο, υπό ορισμένες συνθήκες υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας συγκρούονται και συντήκονται, παράγοντας έτσι νετρόνια και πυρήνες βαρύτερων ατόμων, όπως είναι το ήλιο, απελευθερώνοντας ταυτόχρονα τεράστιες ποσότητες ενέργειας», εξηγεί ο κ. Σταματελάτος.
«Η σύντηξη είναι η φυσική διαδικασία με την οποία παράγεται ενέργεια στα αστέρια. Στον ήλιο αυτό συμβαίνει λόγω των εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών της τάξης των δέκα εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου και της υψηλής πίεσης – που είναι 100 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτήν της γήινης ατμόσφαιρας. Για να προσπαθήσουν να αναδημιουργήσουν αυτές τις συνθήκες στη Γη, οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει διάφορες τεχνικές. Οι δύο κυριότερες είναι η αδρανειακή σύντηξη και η σύντηξη μέσω μαγνητικού περιορισμού», συμπληρώνει ο διευθυντής Ερευνών του «Δημόκριτου».
Για πρώτη φορά στο National Ignition Facility παρήχθη περισσότερη ενέργεια απ’ όση καταναλώθηκε για την πραγματοποίηση του πειράματος.
Η σύντηξη θα μπορούσε να θεωρηθεί το «αντίθετο» της πυρηνικής σχάσης, που σήμερα χρησιμοποιείται στους σταθμούς πυρηνικής ηλεκτροπαραγωγής, κατά την οποία βαρείς πυρήνες, όπως για παράδειγμα ο πυρήνας του ουρανίου, χωρίζονται παράγοντας ταυτόχρονα ενέργεια. «Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η παραγωγή ραδιενεργών αποβλήτων, τα οποία πρέπει να φυλάσσονται με ασφάλεια για εκατοντάδες χρόνια. Αντίθετα, στη σύντηξη δεν παράγονται μακρόβια ραδιενεργά απόβλητα», τονίζει ο κ. Σταματελάτος.
Μεγάλα προγράμματα πυρηνικής σύντηξης υλοποιούνται και στην Ευρώπη. Ενώ όμως στο Εργαστήριο Lawrence Livermore χρησιμοποιήθηκε η αδρανειακή σύντηξη, στην Ευρώπη χρησιμοποιείται κυρίως η μέθοδος του μαγνητικού περιορισμού. Σε αυτή, όπως μας εξηγεί ο κ. Σταματελάτος, χρησιμοποιούνται ισχυρά μαγνητικά πεδία για να περιοριστεί το πλάσμα σε μια διάταξη σχήματος ντόνατ, που ονομάζεται tokamak. «Το tokamak είναι ρωσικό ακρωνύμιο που σημαίνει θάλαμος κενού σε σχήμα δακτυλίου που περιβάλλεται από μαγνητικά πηνία. Πρόσφατα, ερευνητές από την κοινοπραξία EUROfusion –που χρηματοδοτείται από την Ε.Ε. και στην οποία συμμετέχει και η χώρα μας– χρησιμοποίησαν το μεγαλύτερο διεθνώς tokamak, το Joint European Torus (JET), που βρίσκεται στο Culham του Ηνωμένου Βασιλείου, για να παραγάγουν 59 MJ ενέργειας σύντηξης σε διάστημα περίπου 5 δευτερολέπτων». Αυτό το χρονικό διάστημα, στην κλίμακα της πυρηνικής φυσικής, είναι μεγάλο, ενώ και η ποσότητα ενέργειας που παρήχθη είναι αξιοσημείωτη, πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη του πειράματος στο Lawrence Livermore. Ομως στο JET ανακτήθηκε μέρος της ενέργειας που χρησιμοποιήθηκε (περίπου 67%).
Σε φάση κατασκευής βρίσκεται το ITER, ένα πολύ μεγαλύτερο tokamak στο Cadarache της νότιας Γαλλίας. Πρόκειται για ένα μεγα-πρόγραμμα, που υποστηρίζεται από την Ευρωπαϊκή Ενωση, την Κίνα, την Ινδία, την Ιαπωνία, τη Νότια Κορέα, τη Ρωσία και τις ΗΠΑ. Η Ελλάδα συμβάλλει στο ευρωπαϊκό πρόγραμμα σύντηξης από το 1999 με συμμετοχή ερευνητικών ομάδων από ερευνητικά κέντρα και ΑΕΙ.
«Η πυρηνική σύντηξη μπορεί να παίξει κρίσιμο ρόλο για την απαλλαγή από τα ορυκτά καύσιμα και την κάλυψη των αυξανόμενων ενεργειακών απαιτήσεων με ταυτόχρονη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Σε αντίθεση με την ηλιακή ή την αιολική ενέργεια, δεν εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες. Είναι επίσης εγγενώς ασφαλής, καθώς δεν βασίζεται σε αλυσιδωτή αντίδραση, όπως στην περίπτωση της πυρηνικής σχάσης. Τα περισσότερα πειράματα σύντηξης χρησιμοποιούν ως καύσιμο υλικό το δευτέριο, το οποίο μπορεί να εξαχθεί με μικρό κόστος από το νερό, καθώς και το σχετικά άφθονο στη φύση λίθιο», υπογραμμίζει ο κ. Σταματελάτος.
Είναι αισιόδοξος για το μέλλον; «Αν και πρέπει να ξεπεραστούν σημαντικά επιστημονικά και τεχνολογικά εμπόδια για να φθάσουμε στην ηλεκτροπαραγωγή, οι πρόσφατες εξελίξεις ίσως σημαίνουν ότι πλησιάζουμε στην εφαρμογή μιας τεχνολογίας που θα αλλάξει ριζικά το ενεργειακό σκηνικό. Ο Ευρωπαϊκός Οδικός Χάρτης προβλέπει την κατασκευή ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής μέσω σύντηξης σε μερικές δεκαετίες. Επομένως, η πυρηνική σύντηξη θα μπορούσε να έχει σημαντικό ρόλο στην επίτευξη του στόχου για την παραγωγή άφθονης ενέργειας “καθαρών μηδενικών” εκπομπών στο δεύτερο μισό του 21ου αιώνα».
Ακολουθήστε το kathimerini.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Δείτε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο, στο kathimerini.gr