Πιο κοντά στην ανεξάντλητη ενέργεια: Μεγάλο επίτευγμα στην πυρηνική σύντηξη

13/12/2022

Κώστας Μαυραγάνης— HuffPost Greece

Ένα σημαντικό επίτευγμα στον χώρο της πυρηνικής σύντηξης ανακοίνωσαν επιστήμονες στις ΗΠΑ, σε κάτι που εκλαμβάνεται ως ένα βήμα πιο κοντά στην ανεξάντλητη, «καθαρή» ενέργεια.

Την Τρίτη ερευνητές ανακοίνωσαν πως κατάφεραν να υπερνικήσουν ένα σημαντικό εμπόδιο- την παραγωγή περισσότερης ενέργειας από ένα πείραμα σύντηξης σε σχέση με αυτήν που έβαλαν σε αυτό. Το πείραμα έγινε στο National Ignition Facility στο Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) στην Καλιφόρνια.

Η υπουργός Ενέργειας των ΗΠΑ, Τζένιφερ Γκράνχολμ, τόνισε πως το επίτευγμα αυτό θα ανοίξει τον δρόμο για επιτεύγματα στους τομείς της εθνικής άμυνας και της καθαρής ενέργειας, υπογραμμίζοντας πως θα γραφτεί στα βιβλία της ιστορίας». Η επιστημονική σύμβουλος του Λευκού Οίκου, Αράτι Πραμπακάρ, έκανε λόγο για ένα «απίστευτο τεχνολογικό θαύμα».

Η πυρηνική σύντηξη αποτελεί το «Άγιο Δισκοπότηρο» της παραγωγής ενέργειας εδώ και δεκαετίες. Eίναι η διαδικασία που αποτελεί την πηγή ενέργειας των άστρων, και υπόσχεται πρακτικά ανεξάντλητη, «καθαρή» ενέργεια μακροπρόθεσμα, χρησιμοποιώντας μικρές ποσότητες από καύσιμα που μπορεί να βρίσκονται εύκολα σε όλο τον κόσμο, χρησιμοποιώντας φθηνά υλικά. Η διαδικασία σύντηξης ενώνει άτομα ελαφρών στοιχείων όπως το υδρογόνο σε υψηλές θερμοκρασίες, δημιουργώντας ήλιο και απελευθερώνοντας μεγάλες ποσότητες ενέργειας υπό τη μορφή θερμότητας. Θεωρείται ασφαλής, από την άποψη ότι δεν μπορεί να οδηγήσει σε διαδικασίες που θα μπορούσαν να τεθούν εκτός ελέγχου. Είναι το αντίθετο της πυρηνικής σχάσης, όπου διασπώνται άτομα βαρέων στοιχείων (η διαδικασία αυτή χρησιμοποιείται στους πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας, αλλά παράγει πολλά απόβλητα που συνεχίζουν να εκλύουν ραδιενέργεια για πολύ καιρό).

Η σύντηξη παράγει πολύ περισσότερη ενέργεια και μόνο μικρές ποσότητες ραδιενεργών αποβλήτων, τα οποία είναι και βραχείας ζωής- ενώ επίσης δεν παράγει εκπομπές αερίων θερμοκηπίου και ως εκ τούτου δεν συμβάλει στην κλιματική αλλαγή. Ωστόσο, μία από τις προκλήσεις είναι το ότι η διατήρηση των στοιχείων σε σύντηξη απαιτεί πολύ υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Μέχρι τώρα, δεν είχε υπάρξει πείραμα που να έχει παράξει περισσότερη ενέργεια από αυτήν που χρειάστηκε να χρησιμοποιηθεί για να γίνει το ίδιο. Αναλυτικότερα, ανακοινώθηκε πως στις 5 Δεκεμβρίου ομάδα στο National Ignition Facility «έκανε το πρώτο πείραμα ελεγχόμενης σύντηξης στην ιστορία που έφτασε σε αυτό το ορόσημο, γνωστό επίσης ως scientific energy breakeven, που σημαίνει ότι παρήγαγε περισσότερη ενέργεια από τη σύντηξη από την ενέργεια που χρειάστηκε το λέιζερ για τη διεξαγωγή του».

Το National Ignition Facility στην Καλιφόρνια είναι ένα πείραμα ύψους 3,5 δισ. δολαρίων. Στο πλαίσιό του μια μικρή ποσότητα υδρογόνου εισάγεται σε μια μικρή κάψουλα και στη συνέχεια χρησιμοποιείται ένα ισχυρό λέιζερ για να θερμανθεί και να συμπιεστεί το υδρογόνο. Το λέιζερ είναι τόσο ισχυρό ώστε η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει τους 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου- θερμοκρασία μεγαλύτερη από αυτήν στο κέντρο του Ήλιου- και να ασκηθεί πίεση πάνω από 100 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτήν στην ατμόσφαιρα της Γης. Ως εκ τούτου, τα άτομα υδρογόνου συντήκονται και απελευθερώνουν ενέργεια.

Στο πλαίσιο του πειράματος, ο στόχος χτυπήθηκε με 2.05 megajoules (MJ) ενέργειας, με αποτέλεσμα την παραγωγή 3.15 MJ ενέργειας, επιδεικνύοντας για πρώτη φορά μια θεμελιώδη επιστημονική βάση για αυτό που αποκαλείται IFE (inertial fusion energy). Σημειώνεται πως ο δρόμος είναι ακόμα μακρύς και απαιτούνται πολλές επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις για να καταστεί η IFE αρκετά απλή στη χρήση και οικονομική ώστε να μπορεί να αποτελεί πηγή ηλεκτροδότησης για σπίτια και επιχειρήσεις- και σε αυτό το πλαίσιο το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ επανεκκινεί ένα ευρύ πρόγραμμα IFE στις ΗΠΑ.

ΠΗΓΗ: https://www.huffingtonpost.gr

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ ΤΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ:

Ερευνητές ξεπέρασαν κατά 7 φορές την θερμοκρασία του Ήλιου με πυρηνική σύντηξη

Μεγάλο «άλμα» προς την ανεξάντλητη ενέργεια: Σημαντική εξέλιξη στην πυρηνική σύντηξη

Κινέζοι επιστήμονες ενεργοποίησαν «τεχνητό ήλιο», πέντε φορές θερμότερο από τον κανονικό

Εταιρεία στον Καναδά υπόσχεται πυρηνική σύντηξη… εδώ και τώρα με δική της εναλλακτική μέθοδο