Νέοι δρόμοι ανοίγονται σε ότι αφορά την παραγωγή ενέργειας καθώς για πρώτη φορά έπειτα από δεκαετίες πειραματισμών, αμερικανοί ερευνητές πέτυχαν πυρηνική σύντηξη με θετικό ισοζύγιο ενέργειας.
Όπως ανακοίνωσαν σήμερα οι επιστήμονες, πέτυχαν ένα «τεράστιο επιστημονικό επίτευγμα» στον τομέα της πυρηνικής σύντηξης, μια μέθοδος που θα μπορούσε κάποια μέρα να φέρει επανάσταση στην παραγωγή ενέργειας στη Γη.
Συγκεκριμένα, ένα πείραμα που πραγματοποιήθηκε την περασμένη εβδομάδα «παρήχθη από τη σύντηξη περισσότερη ενέργεια από όση κατανάλωσαν τα λέιζερ» που χρησιμοποιήθηκαν, εξήγησε το εργαστήριο Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) της Καλιφόρνιας το οποίο υπάγεται στο υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ.
Η πυρηνική σύντηξη, εφόσον κάνει το άλμα από τα επιστημονικά εργαστήρια στην εμπορική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας τις επόμενες δεκαετίες, θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής.
Σύμφωνα με το υπουργείο Ενέργειας, το πείραμα έγινε στις 5 Δεκεμβρίου και για πρώτη φορά οι επιστήμονες του LLNL πέτυχαν να παραχθεί καθαρό κέρδος (net gain) ενέργειας από τη σύντηξη δύο ελαφρών ατόμων υδρογόνου σε ένα βαρύτερο.
Η Αράτι Πραμπάκαρ, η διευθύντρια του Γραφείου Επιστημών και Τεχνολογίας του Λευκού Οίκου, είπε ότι το πείραμα συνιστά «ένα τεράστιο παράδειγμα του τι μπορούμε να επιτύχουμε με την επιμονή».
Η σύντηξη είναι η αντίδραση που τροφοδοτεί τον Ήλιο και οι επιστήμονες επιδίωκαν εδώ και δεκαετίες να την επιτύχουν και στη Γη.
Πυρηνικοί επιστήμονες εκτός του LLNL είπαν ότι το επίτευγμα αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα, όμως απομένουν ακόμη να γίνουν πολλά μέχρι να καταστεί η σύντηξη εμπορικά βιώσιμη. Ο Τόνι Ράουλστοουν, ειδικός σε θέματα πυρηνικής ενέργειας στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ, εκτιμά ότι η παραγωγή ενέργειας στο πείραμα ήταν μόλις το 0,5% της ενέργειας που χρειάστηκε για να τεθούν αρχικά σε λειτουργία τα λέιζερ. «Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι το αποτέλεσμα αυτό (…) είναι μια επιτυχία για την επιστήμη. Όμως ακόμη είναι πολύ μακριά από την παραγωγή χρήσιμης, άφθονης, καθαρής ενέργειας», σχολίασε.
Η βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας χαιρέτισε επιφυλακτικά την πρόοδο αυτή, τονίζοντας όμως ότι για να επιτευχθεί η ενεργειακή μετάβαση η σύντηξη δεν θα πρέπει να επιβραδύνει τις προσπάθειες για την προώθηση άλλων εναλλακτικών λύσεων, όπως είναι η ηλιακή και η αιολική ενέργεια και η πυρηνική σχάση. «Είναι το πρώτο βήμα που μας λέει ότι ‘Ναι, δεν είναι απλώς μια φαντασία, μπορεί να γίνει, θεωρητικά’» σχολίασε ο Άντριου Σόουντερ, ειδικός σε θέματα τεχνολογίας στο EPRI, έναν μη κερδοσκοπικό οργανισμό ενεργειακής έρευνας και ανάπτυξης.
Τα άστρα στη Γη
Η πυρηνική σύντηξη, η αντίδραση που κάνει τον Ήλιο να λάμπει, είναι γνωστή από τη δεκαετία του 1920 και χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες στα θερμοπυρηνικά όπλα.
Μέχρι σήμερα όμως δεν έχει αξιοποιηθεί στην ηλεκτροπαραγωγή, παρόλο που κάτι τέτοιο θα περιόριζε δραστικά το πρόβλημα των πυρηνικών αποβλήτων. Οι πρώτες ύλες υπάρχουν εξάλλου σε αφθονία, καθώς κατάλληλα ισότοπα του υδρογόνου μπορούν να απομονωθούν από το θαλασσινό νερό.
Σε αντίθεση με τις αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης, στις οποίες βαριά άτομα όπως το ουράνιο διασπώνται σε ελαφρύτερα, στις αντιδράσεις σχάσης άτομα υδρογόνου ενώνονται να σχηματίζουν βαρύτερα άτομα ηλίου.
Τα προϊόντα της αντίδρασης έχουν ελαφρώς μικρότερη μάζα από την αρχική ποσότητα υδρογόνου, με τη μάζα που λείπει να μετατρέπεται σε θερμότητα, η οποία μπορεί τελικά να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια.
Ένα βασικό εμπόδιο είναι ότι οι αντιδράσεις αυτές απαιτούν θερμοκρασίες άνω των 100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, πάνω από 10 φορές υψηλότερες από τη θερμοκρασία στην καρδιά του Ήλιου.
Άλλες πειραματικές διατάξεις σε ΗΠΑ, Ευρώπη και Ασία ακολουθούν διαφορετική προσέγγιση, καθώς χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητικά πεδία για να θερμάνουν υδρογόνο μέσα σε αντιδραστήρες που ονομάζονται «τόκαμακ».
Ο μεγαλύτερος τέτοιος αντιδραστήρας είναι ο Διεθνής Πειραματικός Θερμοπυρηνικός Αντιδραστήρας (ITER), ο οποίος βρίσκεται υπό κατασκευή στο Κανταράς της Γαλλίας αλλά συναντά σημαντικά τεχνικά εμπόδια.
Οι προσπάθειες πάντως παραμένουν εντατικές: σύμφωνα με τον Βιομηχανικό Σύνδεσμο Σύντηξης, μόνο το 2021 οι ιδιωτικές επενδύσεις σε πειράματα σύντηξης ξεπέρασαν τα 2,8 δισεκατομμύρια.
