Νέα μέρα για την ενέργεια με την πρώτη πυρηνική σύντηξη στις ΗΠΑ

Μια νέα σελίδα στην ιστορία της ανθρωπότητας γράφτηκε σήμερα, καθώς Αμερικανοί επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι παρήγαγαν με επιτυχία μια αντίδραση πυρηνικής σύντηξης.

Ειδικότερα, επιστήμονες του Lawrence Livermore National Laboratory στην Καλιφόρνια επέτυχαν να δημιουργήσουν πυρηνική σύντηξη μέσω της χρήσης λέιζερ.

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, καθώς θεωρείται εφικτή εναλλακτική στους σύγχρονους πυρηνικούς σταθμούς και θα μπορούσε μία μέρα να κάνει την επανάσταση στην παραγωγή ενέργειας στη Γη.

Η μέρα που άλλαξε για πάντα την παραγωγή ενέργειας

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».

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.

Οι πυρηνικοί σταθμοί χρησιμοποιούν την σχάση, δηλαδή 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.

Στη 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.

«Είναι ένα επίτευγμα ορόσημο για τους ερευνητές και το προσωπικό του εργαστηρίου NIF που έχουν αφιερώσει την καριέρα τους στο να δουν την πυρηνική σύντηξη να γίνεται πραγματικότητα και αυτό το ορόσημο αναμφίβολα θα πυροδοτήσει ακόμη περισσότερες ανακαλύψεις. Η κυβέρνηση Μπάιντεν-Χάρις έχει δεσμευτεί να υποστηρίξει τους παγκοσμίου φήμης επιστήμονές μας – όπως η ομάδα στο NIF – των οποίων η δουλειά θα μας βοηθήσει να λύσουμε τα πιο περίπλοκα και πιεστικά προβλήματα της ανθρωπότητας, όπως η παροχή καθαρής ενέργειας για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής και η διατήρηση ενός πυρηνικού οπλοστασίου χωρίς την ανάγκη ύπαρξης πυρηνικών δοκιμών» , δήλωσε η υπουργός Ενέργειας των ΗΠΑ Τζένιφερ Μ. Γκρένχολμ ανακοινώνοντας τα αποτελέσματα του τελευταίου πειράματος πυρηνικής σύντηξης.

Καθαρή και άφθονη ενέργεια με την επίτευξη της πυρηνικής σύντηξης

Η σύντηξη παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την σχάση: δεν υπάρχει κανένα ρίσκο πυρηνικού ατυχήματος και τα απόβλητα που δημιουργούνται είναι πολύ λιγότερα. Επίσης, 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.

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 του 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.