Αμερικανοί επιστήμονες ανακοίνωσαν χθες ότι 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.
Σύμφωνα με το ΑΠΕ-ΜΠΕ, σε 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.
Η πυρηνική σύντηξη φιλοδοξεί να αναπαραγάγει ό,τι συμβαίνει στον πυρήνα του Ήλιου και θεωρείται από τους υποστηρικτές της η ενέργεια του μέλλοντος, διότι δεν παράγει παρά λίγα απόβλητα -και αυτά σαφώς πολύ λιγότερο ραδιενεργά σε σχέση με έναν κλασικό πυρηνικό σταθμό – και καθόλου αέρια που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Όπως αναφέρει το ΑΠΕ-ΜΠΕ, οι πληροφορίες που είχαν διαρρεύσει πριν από την επίσημη ανακοίνωση είχαν προκαλέσει ήδη ενθουσιασμό στην παγκόσμια επιστημονική κοινότητα.
Οι Financial Times είχαν γράψει ότι οι ερευνητές του Lawrence Livermore National Laboratory κατόρθωσαν για πρώτη φορά να παραγάγουν καθαρό κέρδος (gain net) ενέργειας χάρη στην πυρηνική σύντηξη. Δηλαδή να παραγάγουν περισσότερη ενέργεια από την ποσότητα που χρησιμοποιήθηκε για να προκαλέσει την αντίδραση.
Αν επιβεβαιωθεί, «θα πρόκειται για τεράστιο επίτευγμα, πηγή τεράστιου ενθουσιασμού», σχολίαζε ο Τζέρεμι Τσίνεντεν, καθηγητής Φυσικής του Imperial College του Λονδίνου. «Αποδεικνύει ότι ο επιδιωκόμενος επί τόσο καιρό στόχος, το Γκράαλ της σύντηξης, μπορεί να γίνει πραγματικότητα».
Οι πυρηνικοί σταθμοί χρησιμοποιούν την σχάση, την διάσπαση του πυρήνα ενός βαρέος ατόμου, η οποία απελευθερώνει ενέργεια. Η πυρηνική σύντηξη, αντίθετα, προκαλεί την σύντηξη δύο ελαφρών πυρήνων για τον σχηματισμό ενός βαρύτερου πυρήνα.
Η αντίδραση αυτή είναι που τροφοδοτεί τα αστέρια, όπως είναι ο Ήλιος. Χάρη στις συνθήκες ακραίας θερμότητας και πίεσης που κυριαρχούν εκεί, τα άτομα του υδρογόνου ενώνονται για να σχηματίσουν βαρύτερα άτομα ηλίου, εκλύοντας κολοσσιαία ποσότητα θερμικής ενέργειας.
Στην Γη, αυτή η διαδικασία μπορεί να επιτευχθεί με την βοήθεια πανίσχυρων λέιζερ.
Στο National Ignition Facility (NIF), που ανήκει στο εργαστήριο της Καλιφόρνιας, 192 λέιζερ είναι στραμμένα προς έναν στόχο μεγέθους δακτυλήθρας, όπου είναι τοποθετημένα τα ελαφρά άτομα υδρογόνου προς σύντηξιν.
Σύμφωνα με τους Financial Times, οι επιστήμονες κατόρθωσαν να παραγάγουν περί τα 2,5 mégajoules ενέργειας, δηλαδή περί 120% των 2,1 mégajoules που χρησιμοποιήθηκαν από τα λέιζερ.
Ένα τέτοιο αποτέλεσμα θα αποτελούσε απόδειξη μίας αρχής της Φυσικής επί της οποίας οι επιστήμονες εργάζονται εδώ και δεκαετίες.
Η σύντηξη παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την σχάση: δεν υπάρχει κανένα ρίσκο πυρηνικού ατυχήματος και τα απόβλητα που δημιουργούνται είναι πολύ λιγότερα.
Η διαδικασία δεν εκλύει κανένα αέριο που είναι υπεύθυνο για το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Ωστόσο, ο δρόμος μέχρι την αξιοποίηση της μεθόδου της πυρηνικής σύντηξης σε βιομηχανική και εμπορική κλίμακα είναι μακρύς.
«Για να μετατρέψουμε την σύντηξη σε πηγή ενέργειας, θα πρέπει να αυξήσουμε ακόμη το κέρδος της ενέργειας», προειδοποιεί ο Τζέρεμι Τσίτεντεν. «Θα πρέπει επίσης να βρούμε τρόπο αναπαραγωγής του ίδιου αποτελέσματος με μεγάλη συχνότητα και πολύ φθηνότερα, πριν να είμαστε σε θέση να κατασκευάσουμε έναν σταθμό παραγωγής».
Αυτό μπορεί να χρειασθεί είκοσι έως τριάντα χρόνια, δηλώνει ο Ερίκ Λεφέμπρε, επικεφαλής του προγράμματος των πειραμάτων με λέιζερ τού Γαλλικού Commissariat à l’énergie atomique (CEA).
Και άλλα προγράμματα πυρηνικής σύντηξης βρίσκονται σε ανάπτυξη, κυρίως το διεθνές πρόγραμμα ITER, που βρίσκεται υπό κατασκευήν στο Κανταράς της Γαλλίας. Αντί των λέιζερ, εδώ θα χρησιμοποιηθεί η τεχνική τoυ μαγνητικού εγκλωβισμού: άτομα υδρογόνου θα θερμαίνονται σε έναν γιγάντιο αντιδραστήρα, όπου θα εγκλωβίζονται με την βοήθεια πανίσχυρων μαγνητών που θα δημιουργούν ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
Η διεθνής συνεργασία για την πυρηνική σύντηξη είναι ευρεία. Στο γαλλικό πρόγραμμα συμμετέχουν η Κίνα, η Ευρωπαϊκή Ένωση, η Ινδία, η Ιαπωνία, η Νότια Κορέα, η Ρωσία και οι Ηνωμένες Πολιτείες.
