Ένα βήμα πιο κοντά στην πυρηνική σύντηξη

Μεγάλο βήμα για την πυρηνική σύντηξη που έρχεται πλέον πιο κοντά στην υλοποίησή της. Αμερικανοί επιστήμονες κατάφεραν να παράγουν μια δέσμη λέιζερ με απλησίαστη μέχρι σήμερα ενεργειακή ισχύ (20 φορές μεγαλύτερη από ό,τι είχε επιτευχθεί ποτέ),κάτι που αποτελεί σημαντικό βήμα για την επίτευξη της περιπόθητης πυρηνικής σύντηξης. Οι ερευνητές της Εθνικής Εγκατάστασης Ανάφλεξης (NIF), για πρώτη φορά, όπως ανακοίνωσε η Εθνική Διοίκηση Πυρηνικής Ασφάλειας των ΗΠΑ, σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο και το BBC, κατόρθωσαν να στείλουν ένα μεγατζάουλ ενέργειας σε ένα στόχο, εστιάζοντας ταυτόχρονα σε αυτόν 192 ακτίνες λέιζερ, σε θερμοκρασία 111 εκατ. βαθμών Κελσίου. Το σπάσιμο του φράγματος του ενεργειακού επιπέδου του ενός μεγατζάουλ θεωρείται πολύ σημαντικό βήμα για την πραγματοποίηση της αρχικής ανάφλεξης για την πυρηνική σύντηξη (ουσιαστικά μιας προσεκτικά ελεγχόμενης θερμοπυρηνικής έκρηξης). Πρόκειται για την μορφή ενέργειας που «πυροδοτεί» συνεχώς τον ήλιο και τα άλλα άστρα. Αν καταστεί εφικτό να τεθεί υπό ανθρώπινο έλεγχο, θα παρέχει υπεραφθονία καθαρής ενέργειας (πολύ περισσότερη από αυτήν απαιτήθηκε για την αρχική ανάφλεξη και την εκκίνηση της όλης διαδικασίας) και θα αντικαταστήσει τα συνεχώς μειούμενα και ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα (πετρέλαιο, άνθρακα), μειώνοντας δραστικά τα «αέρια του θερμοκηπίου», την άνοδο της θερμοκρασίας του πλανήτη και την κλιματική αλλαγή. Οι μέχρι τώρα υπολογισμοί δείχνουν ότι για την αρχική ανάφλεξη θα χρειαστεί ενέργεια από τα λέιζερ της τάξης του 1,2 μεγατζάουλ, δηλαδή οι επιστήμονες έχουν ήδη πλησιάσει πολύ το στόχο αυτό και αναμένεται να τον φτάσουν φέτος. Η ελεγχόμενη πυρηνική σύντηξη έχει μέχρι στιγμής αποδειχτεί ακατόρθωτη για τους επιστήμονες, οι οποίοι όμως σταδιακά, με διαδοχικά βήματα, πλησιάζουν τον στόχο τους. Ένα μεγάλο πρόβλημα είναι οι αμφιβολίες των ερευνητών ότι το «πλάσμα» φορτισμένων σωματιδίων που δημιουργούν τα λέιζερ, μπορεί να μπλοκάρει τη σύντηξη. Όμως η νέα έρευνα, που παρουσιάστηκε στο περιοδικό «Science», για πρώτη φορά στην 50χρονη ιστορία των σχετικών πειραμάτων διεθνώς, δείχνει ότι το πλάσμα δεν αποτελεί τελικά πρόβλημα, Σύμφωνα με την αμερικανική ανακοίνωση, οι επιστήμονες εστίασαν τις ακτίνες λέιζερ σε ένα μικρό κύλινδρο χρυσού (που λέγεται hohlraum), με διάμετρο όσο η γόμα ενός μολυβιού και ο οποίος περιείχε καύσιμο από ένα πολύ κρύο μίγμα δύο ισοτόπων του υδρογόνου, του δευτέριου και του τρίτιου. Η υψηλή ενέργεια των λέιζερ μετατράπηκε σε ακτίνες Χ, οι οποίες συμπίεσαν το καύσιμο ώσπου αυτό έφτασε σε πολύ υψηλή θερμοκρασία και πίεση δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από ό,τι στη Γη. Τελικά, η κατάσταση αυτή ανάγκασε τους πυρήνες του υδρογόνου να συντηχθούν, απελευθερώνοντας ενέργεια και επιτυγχάνοντας ένα πρόδρομο στάδιο της κανονικής πυρηνικής σύντηξης. Το αντίθετο αυτής της διαδικασίας είναι η γνωστότερη -και ελεγχόμενη εδώ και δεκαετίες- πυρηνική σχάση, που επιτυγχάνει απελευθέρωση ενέργειας μέσω της διάσπασης του πυρήνα του ατόμου και η οποία όμως συνοδεύεται πάντα από ανησυχίες για θέματα πυρηνικής ασφάλειας (διαρροή ραδιενέργειας), καθώς και το ογκούμενο πρόβλημα διάθεσης των πυρηνι8κών αποβλήτων. Ε.Ε. και Ελλάδα Προ ημερών, πραγματοποιήθηκε στο Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος», στο πλαίσιο του 2ου Επιστημονικού Εργαστηρίου «Επιστήμη Υλικών για Παραγωγή Ενέργειας από Σύντηξη» συνέδριο στο οποίο συγκεντρώθηκαν εξήντα κορυφαίοι ερευνητές από 17 κράτη-μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης για να συζητήσουν συντονισμένες δράσεις σχετικά με τα υλικά που απαιτούνται για την παραγωγή ενέργειας χρησιμοποιώντας σύντηξη. Όπως ανέφεραν, η παραγωγή ενέργειας από σύντηξη θα χρησιμοποιήσει τελικά ως καύσιμο το νερό. Όπως τονίστηκε Πρόκειται για μια μέθοδο εγγενώς ασφαλή, η οποία προσφέρει ζωτικά πλεονεκτήματα, όπως μηδενικές εκπομπές άνθρακα, μηδενική ατμοσφαιρική ρύπανση και απεριόριστη καύσιμη ύλη. Ακόμη και τα πυρηνικά απόβλητα θα είναι πάρα πολύ περιορισμένου όγκου και ύστερα από λίγες δεκαετίες, καθώς δεν θα έχουν μακρόβια ισότοπα, θα είναι ανακυκλώσιμα. Η Ευρωπαϊκή Ένωση βρίσκεται στην πρωτοπορία στη διεθνή προσπάθεια για την παραγωγή ενέργειας από σύντηξη, κάτι που αποτελεί κεντρικό στόχο της ενεργειακής πολιτικής της Ε.Ε. Για αυτό τον σκοπό το μεγάλης κλίμακας διεθνές επιστημονικό πείραμα, με την ονομασία IΤΕR, κατασκευάζεται στο Κανταράς, στη Νότια Γαλλία. Με το ITER, στο οποίο εκτός από την Ε.Ε. συμμετέχουν η Ρωσία, η Κίνα, η Ιαπωνία, η Ινδία, η Νότια Κορέα και οι Η.Π.Α. θα προσδιοριστούν οι παράμετροι, οι συνθήκες και τα υλικά ώστε στο επόμενο στάδιο να παραχθεί εμπορικά αξιοποιήσιμη ενέργεια μέσω σύντηξης. Η Ελλάδα συμμετέχει ενεργά στο Ευρωπαϊκό Πρόγραμμα Σύντηξης με τη συμμετοχή έξι Πανεπιστημίων (Εθνικό Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο, Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Πανεπιστήμιο Κρήτης) και δύο Ερευνητικών Κέντρων (ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» και Εθνικό Ίδρυμα Έρευνας και Τεχνολογίας) και η συμμετοχή της είναι τόσο σον τομέα της Φυσικής Πλάσματος όσο και στον τομέα της Τεχνολογίας των Υλικών. Οι σύνεδροι συμπέραναν ότι έχουν αναπτυχθεί ισχυρές συνεργασίες και κοινοπραξίες μεταξύ Ερευνητικών Κέντρων και Πανεπιστημίων από όλες τις Ευρωπαϊκές χώρες για την ανάπτυξη υλικών, ώστε να γίνει πραγματικότητα η παραγωγή ενέργειας από σύντηξη. Παρουσιάστηκαν ερευνητικά αποτελέσματα και μελέτες υλικών για τη σύντηξη σχετικές με την παρασκευή αυτών, τη βελτίωση των μηχανικών τους ιδιοτήτων και της μικροδομής τους, καθώς και την επίδοση και αντοχή αυτών σε ακραίες συνθήκες που επικρατούν στη σύντηξη. Επίσης τονίστηκε ότι έχει επιτευχθεί ικανοποιητική σύμπραξη ερευνητών από τη σύντηξη με ειδήμονες της επιστήμης υλικών, ενσωμάτωση μεγάλων ευρωπαϊκών εγκαταστάσεων και ανάπτυξη νέων ευρωπαϊκών ερευνητικών υποδομών για τη μελέτη των υλικών σύντηξης. Παρουσιάστηκαν ακόμα καινοτόμες ιδέες για σύγχρονα υλικά, τα οποία θα έχουν εφαρμογές και σε άλλες μορφές παραγωγής ενέργειας και βιομηχανικούς κλάδους υψηλής τεχνολογίας. Παρόλη πάντως τη μεγάλη πρόοδο, η οποία έχει επιτευχθεί, δεν υπάρχουν ακόμη τα υλικά, τα οποία μπορούν να αντέξουν τις ακραίες συνθήκες που θα επικρατούν στο μελλοντικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας από σύντηξη. Στο χρονοδιάγραμμα για την υλοποίηση της παραγωγής ενέργειας από σύντηξη αυτά τα υλικά πρέπει να είναι έτοιμα σε 20 περίπου χρόνια. Το χρονικό αυτό όριο για την παραγωγή υλικών που σήμερα δεν υπάρχουν, είναι πάρα πολύ μικρό και για αυτό οι σύνεδροι τόνισαν ότι χρειάζεται η έρευνα υλικών για τη σύντηξη να αποτελέσει κεντρικό άξονα της ερευνητικής πολιτικής της Ε.Ε. και των χωρών μελών μέσω του ενιαίου χώρου Ευρωπαϊκής έρευνας. www.kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ MARC-review