Πιθανόν να πληροφορηθήκατε περί της χθεσινής ανακοίνωσης από το NIF (National Ignition Facility) στις ΗΠΑ, για την επίτευξη ενός σημαντικού στόχου στο δρόμο για την παραγωγή ενέργειας από σύντηξη. Η πυρηνική σύντηξη είναι η διαδικασία που τροφοδοτεί τον Ήλιο μας με ενέργεια και συνίσταται στην «ένωση» ελαφριών πυρήνων προς βαρύτερους, σε αντίθεση με τη διαδικασία της πυρηνικής σχάσης (την οποία ήδη χρησιμοποιούμε εδώ και δεκαετίες) κατά την οποία ένας βαρύς πυρήνας «σπάει» σε ελαφρύτερους απελευθερώνοντας ενέργεια.
Γιατί είναι σημαντικό να επιτύχουμε παραγωγή ενέργειας από σύντηξη; Διότι αποτελεί την πιο αποδοτική (αποδοτικότερη και από την πυρηνική σχάση, η οποία είναι μακράν η αποδοτικότερη που διαθέτουμε σήμερα), καθαρή, αξιόπιστη και ευέλικτη ενεργειακή λύση για τον πολιτισμό μας. Υπό αυτό το πρίσμα, αποτελεί και τη μόνη πραγματική ενεργειακή μετάβαση, η οποία προβλέπεται στο δεύτερο μισό του παρόντος αιώνα.
Γιατί τόσο αργά; Διότι παρά τη σημαντική χθεσινή επιτυχία και τα βήματα που έχουν επιτευχθεί τον τελευταίο καιρό, υπάρχει ακόμη δρόμος για να παράγουμε με σύντηξη περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνουμε. Χθες, αποδείχθηκε ότι αυτό μπορεί να γίνει, καθώς ένας κόκκος από ελαφρούς πυρήνες δευτερίου και τριτίου (ισότοπα του υδρογόνου), βομβαρδίστηκε από 192 laser. Ο κόκκος έλαβε 2 MJ (εκατομμύρια Joule, μονάδα μέτρησης ενέργειας) ενέργειας και απέδωσε 3.2 MJ ενέργειας. Ωστόσο, αν ληφθεί υπόψη και η κατανάλωση ενέργειας των laser, γίνεται κατανοητό γιατί υπάρχουν ακόμη προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν ως τον τελικό στόχο.
Υπάρχουν και άλλα εγχειρήματα για παραγωγή ενέργειας από σύντηξη; Εκτός από το NIF, υπάρχει και ο ITER στη Γαλλία (υπό κατασκευή), ένα διεθνές εγχείρημα το οποίο χρησιμοποιεί διαφορετική προσέγγιση από ότι το NIF. Αντί για συμμετρική ταυτόχρονη ακτινοβόληση κόκκων ελαφριών ισοτόπων υδρογόνου με laser (όπως το NIF), ο ITER έχει ως στόχο τον περιορισμό, με τη βοήθεια ισχυρού μαγνητικού πεδίου, υπέρθερμου πλάσματος δευτερίου και τριτίου σε έναν τοροειδή θάλαμο κενού (λέγεται tokamak), μέχρι να φτάσει σε κατάλληλες θερμοκρασίες για σύντηξη. Δυο θεμελιώδεις προκλήσεις είναι, στην μεν 1η περίπτωση, η απολύτως συμμετρική ακτινοβόληση και στη δε 2η, ο απολύτως αποτελεσματικός και μακρόχρονος περιορισμός του πλάσματος. Πέραν αυτού, υπάρχει και ο STEP στην Αγγλία (ανάλογος με τον tokamak του ITER αλλά με σφαιρική, αντί για τοροειδή γεωμετρία).
Το οργανόγραμμα για τον ITER αναφέρει την επιτυχή επίδειξη παραγωγής ενέργειας από σύντηξη (proof of concept) ως το 2035. H επόμενη φάση που έχει προταθεί, είναι ο DEMO ο οποίος θα είναι δοκιμαστικός σταθμός παραγωγής ενέργειας μέσω σύντηξης, βασισμένος στην, αναμενόμενη, επιτυχία του ITER και προβλέπεται να παράγει μερικά GW (γιγαβάτ) ισχύος, ξεπερνώντας τους σύγχρονους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Αυτό αναμένεται ως το 2048. Εφόσον όλα πάνε σύμφωνα με το πρόγραμμα, κάποια στιγμή μετά το 2050, ο πρώτος επιχειρησιακός σταθμός παραγωγής ενέργειας από σύντηξη (θα ονομάζεται PROTO), θα είναι γεγονός. Έτσι, μια λογική εκτίμηση με τα σημερινά δεδομένα, μας πάει στο δεύτερο μισό του τρέχοντος αιώνα, όπως προαναφέρθηκε.
Στον τόμο ΙΙΙ, τον πιο συναρπαστικό της τριλογίας «Τα φυσικά φαινόμενα», υπάρχουν αναλυτικές λεπτομέρειες, με σχήματα, εικόνες και γραφήματα για τις ενεργειακές προκλήσεις της ανθρωπότητας στο άμεσο αλλά και το βαθύ μέλλον. Τι μπορούν και τι δεν μπορούν να δώσουν οι «πράσινες» μορφές ενέργειας, η σχάση, η σύντηξη, η αντί-ύλη, και τι θα μπορούσε να τροφοδοτεί ενεργειακά έναν πολιτισμό τύπου ΙΙ ή ΙΙΙ; Ποιες είναι οι προκλήσεις και ποια τα όρια που θέτει η φύση; Αποκτήστε τον με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα, από τη σελίδα μας!
Σχήμα 1: Σχεδιάγραμμα του κτηρίου του NIF. Μέσα από τους μπλε αγωγούς ενισχύονται οι δέσμες laser, οι οποίες τελικά φτάνουν στους κόκκινους αγωγούς, όπου κατανέμονται, ώστε να χτυπήσουν συμμετρικά τον στόχο.
Σχήμα 2: Τομή του πειραματικού αντιδραστήρα σύντηξης ITER. ΠΗΓΗ: Oak Ridge National Laboratory (CC BY 2.0 μέσω Wikimedia Commons).
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου