Το χωριό Κούλχαμ στo Οξφορντσάιρ της Αγγλίας αριθμεί μόλις 500 κατοίκους και το τοπικό του προϊόν για το οποίο είναι γνωστό δεν είναι κάποιο τυρί, κάποια μπύρα ή ουίσκι αλλά η παραγωγή… πυρηνικής ενέργειας. Εκεί βρίσκεται η καρδιά ενός από τα πιο φιλόδοξα ερευνητικά πρότζεκτ, του Joint European Torus (JET). Οι εγκαταστάσεις του JET φιλοξενούν τον tokamak, τον μεγαλύτερο αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης στον κόσμο.

Στις 9 Φεβρουαρίου η Βρετανική Αρχή Ατομικής Ενέργειας ανακοίνωσε ότι ο αντιδραστήρας του Joint European Torus (JET) στο Οξφορντσάιρ της Αγγλίας, που είναι ο μεγαλύτερος πυρηνικής σύντηξης στον κόσμο, πέτυχε την παραγωγή 59 megajoules ενέργειας σε διάστημα 5 δευτερολέπτων, υπερδιπλασιάζοντας το προηγούμενο ρεκόρ που χρονολογείται από το 1997.

Αν και στην πράξη η ενέργεια που παρήχθη είναι πολύ λίγη (θα μπορούσε να βράσει περίπου 60 τσαγέρες με νερό) εντούτοις θεωρείται μεγάλο επίτευγμα που ανοίγει νέους δρόμους στη προσπάθεια παραγωγής απεριόριστης καθαρής (βιώσιμης) ενέργειας μέσω της σύντηξης.

Αλλά τι είναι η πυρηνική σύντηξη και τι περιμένουμε από αυτή;

Η πυρηνική σύντηξη βασίζεται στη συγχώνευση ελαφρών ατόμων (συνήθως ισότοπα υδρογόνου), διαδικασία που οδηγεί στη δημιουργία ενός ασταθούς αλλά βαρύτερου ατόμου (ήλιο) και ακολουθεί η απελευθέρωση νετρονίων μαζί με μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Αν η διαδικασία γίνει σωστά, μπορεί να παραχθεί ενέργεια περίπου 4 εκατ. φορές περισσότερη από αυτή που θα παραχθεί με καύση παρόμοιας μάζας ορυκτής ύλης και τέσσερις φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια που θα παραχθεί με τη διαδικασία της πυρηνικής σχάσης που χρησιμοποιείται στα πυρηνικά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας σήμερα. Η πυρηνική σύντηξη είναι επιπλέον μια «καθαρή» διαδικασία που δεν παράγει βλαβερά για την ατμόσφαιρα αέρια ούτε και τοξικά πυρηνικά απόβλητα μακράς διάρκειας. 

Η αντιγραφή του Ηλιου

Οπως είναι φυσικό, η επιστημονική κοινότητα αναζητεί εδώ και πολλά χρόνια τρόπους παραγωγής ενέργειας μέσω της πυρηνικής σύντηξης, χωρίς ωστόσο να έχει βρεθεί μέχρι στιγμής αποτελεσματικός τρόπος για να συμβεί κάτι τέτοιο. Αν και έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι πυρηνικής σύντηξης, εντούτοις αυτές δεν πλησιάζουν ακόμη αυτήν που εξελίσσεται στον Ηλιο και του προσφέρει την πολύτιμη για αυτόν αλλά και το ηλιακό μας σύστημα ενέργεια. Οι βαρυτικές δυνάμεις του μητρικού μας άστρου επιτρέπουν στην σύντηξη να συμβεί σε θερμοκρασίες 15 εκατ. βαθμών Κελσίου, ενώ προς το παρόν στα εργαστήρια η σύντηξη επιτυγχάνεται σε θερμοκρασίες που αγγίζουν τα 100 εκατ. βαθμούς Κελσίου. 

Σε αυτές τις υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες, τα στερεά και τα αέρια δεν μπορούν να υπάρξουν και οι επιστήμονες πρέπει να βρουν τρόπο να χειριστούν μια τέταρτη κατάσταση της ύλης, το πλάσμα που είναι καυτό ιονισμένο αέριο. Δεν έχει βρεθεί προς το παρόν μια ενεργειακά αποδοτική μέθοδος για να συμβεί αυτό. Η μέθοδος που φαίνεται πιο υποσχόμενη από τις άλλες και χρησιμοποιείται στο JET παγιδεύει το πλάσμα μέσα σε πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία που αναπτύσσονται σε μια εγκατάσταση που έχει σχήμα ντόνατ. Στην καρδιά της εγκατάστασης βρίσκεται ένας αντιδραστήρας σοβιετικού σχεδιασμού που ονομάζεται tokamak. 

Μια άλλη δημοφιλής τα τελευταία χρόνια μέθοδος χρησιμοποιεί πανίσχυρα λέιζερ τα οποία θερμαίνουν και συμπιέζουν μορφές υδρογόνου (δευτέριο, τρίτιο) οι οποίες βρίσκονται μέσα σε μια κάψουλα προκαλώντας σύντηξη.

Η προοπτική εμπορικής αξιοποίησης της σύντηξης έχει οδηγήσει στην εμφάνιση διαφόρων νεοφυών εταιρειών που προσπαθούν να αναπτύξουν νέες μεθόδους πρόκλησης σύντηξης. Μια από αυτές είναι η «σύντηξη μαγνητικού στόχου» που χρησιμοποιεί ηλεκτρικούς παλμούς για να δημιουργηθεί πλάσμα και ατμοκίνητα έμβολα για να το συμπιέσουν. 

Μέχρι στιγμής οι προσπάθειες δημιουργίας σύντηξης έχουν οδηγήσει σε ανάπτυξη μεθόδων που απορροφούν περισσότερη ενέργεια από αυτή που απελευθερώνουν, καθιστώντας τες έτσι ασύμφορες σε σχέση με την παραγωγή ενέργειας από ορυκτά καύσιμα. 

Ομως το τελευταίο χρονικό διάστημα έχουν γίνει σημαντικές πρόοδοι σε αυτό τον τομέα. Στην Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης στη Καλιφόρνια (NIF) σε ερευνητικό κέντρο στην Κίνα αλλά και σε μια νεοφυή εταιρεία, την Commonwealth Fusion Systems, πραγματοποιήθηκαν πειράματα τα αποτελέσματα των οποίων είναι πολύ ενθαρρυντικά. 

H CFS, που συνεργάζεται με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, το MIT, υποστηρίζει ότι θα έχει αναπτύξει αποδοτικό σύστημα πυρηνικής σύντηξης μέχρι το 2025, δημιουργώντας αισιοδοξία στην επιστημονική κοινότητα, αλλά και τους χρηματοδότες της, οι οποίοι έχουν επενδύσει περίπου 2 δισ. δολάρια στην εταιρεία. Ανάμεσά τους είναι ο Μπιλ Γκέιτς και ο ιδρυτής της Amazon, Τζεφ Μπέζος.

Ακολουθήστε το Protagon στο Google News