Πυρηνική σύντηξη: ένα βήμα πιο κοντά από σήμερα

Πυρηνική σύντηξη
Η πυρηνική σύντηξη φαίνεται πως θα κάνει τα πρώτα της βήματα στη Γαλλία (πηγή: khl.com)

Η εύρεση ενεργειακών πηγών αποτελεί ένα πεδίο μαχών για τον άνθρωπο, το οποίο από τη Βιομηχανική Επανάσταση και μέχρι σήμερα αποκτά ολοένα και μεγαλύτερη αξία. Υπάρχουν πλέον όμως οι πρώτες βάσιμες ελπίδες πως αυτό το παιχνίδι αλλάζει τροπή, με την πυρηνική σύντηξη να φαίνεται πως μπαίνει δυνατά στο «παιχνίδι».

Ας πάρουμε όμως τα πράγματα απ’ την αρχή. Η πυρηνική σύντηξη είναι η διαδικασία κατά την οποία έχουμε την ένωση, τη «συγχώνευση» δύο ατόμων, η οποία οδηγεί στον σχηματισμό ενός άλλου στοιχείου, βαρύτερου, ενώ ταυτόχρονα εκλύονται και τεράστια ποσά ενέργειας. Ως διαδικασία, αποτελεί το ακριβώς αντίθετο του μέχρι σήμερα γνωστού τρόπου με τον οποίο λειτουργούν τα πυρηνικά εργοστάσια, ο οποίος αφορά στην εκμετάλλευση της ενέργειας από την πυρηνική σχάση. Εκεί, τα άτομα ενός βαρέος στοιχείου βομβαρδίζονται με υψηλής ταχύτητας νετρόνια. Ως αποτέλεσμα, αυτό το άτομο σπάει σε μικρότερα άτομα, ενώ υπάρχει και πάλι έκλυση ενέργειας, η οποία είναι και αυτή που στο τέλος της διαδικασίας παράγεται από το εργοστάσιο.

Σε αυτό το σημείο είναι χρήσιμο να ξεκαθαριστεί πως η πυρηνική σύντηξη είναι ένα φυσικό φαινόμενο, το οποίο συμβαίνει πάνω στον Ήλιο εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, ενώ το ενεργειακό περιεχόμενο που μπορεί να αποκτηθεί από τη σύντηξη είναι τεράστιο σε σχέση με τις σημερινές πηγές ενέργειας. Ενδεικτικά, ένα μόλις λίτρο καυσίμου σύντηξης, ισοδυναμεί με 55.000 βαρέλια πετρελαίου. Και το «καύσιμο» αυτό είναι το αβλαβές και φιλικό νερό, το οποίο αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Θεωρητικά, μόλις 2 km3 νερού θα μπορούσαν να παράσχουν ενέργεια ισοδύναμη με όλα τα αποθέματα πετρελαίου στη Γη, με κανένα βλαβερό υποπροϊόν και χωρίς έκλυση επικίνδυνων αερίων.

Πολλά χρήσιμα στοιχεία για την πυρηνική σύντηξη, το τι είναι και για το ποια είναι αυτά που την καθιστούν το μέλλον στην κάλυψη των ενεργειακών αναγκών μπορείτε να δείτε στο συγκεκριμένο TED talk του Στίβεν Κόουλι, διεθνούς φήμης θεωρητικού φυσικού και διευθυντή του Εργαστηρίου Φυσικής Πλάσματος του Πανεπιστημίου του Πρίνστον.

Πρόσφατα όμως, ανακοινώθηκε ένα πολύ σημαντικό νέο, μια είδηση που φέρνει ένα βήμα πιο κοντά στον πλανήτη Γη τη συγκεκριμένη μορφή ενέργειας. Στις 28 Ιουλίου 2020, έγιναν στη Γαλλία, δίπλα στον ποταμό Ντυράνς, τα εγκαίνια της κατασκευής του πρώτου, μελλοντικά εμπορικού, αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης, ένα έργο που αποτελεί μέρος του διεθνούς προγράμματος ITER («Ο δρόμος» στα Λατινικά), με τη συμμετοχή 35 χωρών.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ

Παρών στη συγκεκριμένη εκδήλωση ήταν ο ίδιος ο πρόεδρος της Γαλλίας, χώρας που συμμετέχει στο συγκεκριμένο πρόγραμμα, Εμανουέλ Μακρόν. Μέρος της ομιλίας του ήταν το παρακάτω: «Με την πυρηνική σύντηξη, το υδρογόνο μπορεί να αποτελέσει υπόσχεση για το μέλλον, προσφέροντάς μας μη ρυπογόνα, απαλλαγμένη από άνθρακα, ασφαλή και πρακτικά χωρίς κατάλοιπα ενέργεια».

Ουσιαστικά, αυτό που θα επιτευχθεί μέσω του αντιδραστήρα είναι να γίνει τεχνητά η φυσική διαδικασία που γίνεται στην καρδία του Ηλίου: να θερμανθεί σε θερμοκρασία άνω των 150 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου το μίγμα δύο ισοτόπων του υδρογόνου, το δευτέριο και το τρίτιο, και τα δύο υπό μορφή πλάσματος, και στη συνέχεια να επιτευχθεί η σύντηξη του υδρογόνου.

Ορισμένα από τα εξαρτήματα του αντιδραστήρα, ο οποίος φέρει την ονομασία Tokamak, έχουν μέγεθος τετραώροφου κτιρίου και βάρος εκατοντάδων τόνων. Η κατασκευή του εργοστασίου αναμένεται να ολοκληρωθεί το 2024, με τη λειτουργία του αντιδραστήρα να γίνεται στο τέλος του 2025. Εάν η πρώτη πειραματική φάση είναι επιτυχημένη, τότε εκτιμάται πως ο αντιδραστήρας θα μπορούσε να τεθεί σε πλήρη εμπορική ισχύ το 2035.

Επιτυχία του αντιδραστήρα θα σημαίνει πως το υδρογόνο που συντήκεται θα μπορεί να αποτελέσει την απάντηση στην ερώτηση σχετικά με το πώς θα υπάρξει απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα. Επίσης, πέρα από την ενεργειακή επάρκεια, είναι πολύ θετικό το ότι τα καύσιμα που είναι αναγκαία για τη σύντηξη είναι το νερό και το λίθιο, στοιχεία που δεν παράγουν ραδιενεργά απόβλητα, εν αντιθέσει με έναν αντιδραστήρα σχάσης.

Το μέλλον στο κυνήγι της ενεργειακής αυτάρκειας σίγουρα προμηνύεται ενδιαφέρον, με την πυρηνική σύντηξη να θέτει ισχυρή υποψηφιότητα για την πηγή ενέργειας που θα οδηγήσει σε ένα άλλο ενεργειακό επίπεδο τον πλανήτη Γη.

Ένα χρήσιμο βίντεο σχετικά με τον εν λόγω αντιδραστήρα είναι το παρακάτω:

 

Πηγές:

Γαλλία: Ξεκίνησε η συναρμολόγηση του αντιδραστήρα που θα παράγει ανεξάντλητη ενέργεια. Ανακτήθηκε από https://www.kathimerini.gr/1089713/article/epikairothta/episthmh/gallia-3ekinhse-h-synarmologhsh-toy-antidrasthra-poy-8a-paragei-ane3antlhth-energeia (τελευταία πρόσβαση 30.07.2020)

Γαλλία: Ξεκίνησε η συναρμολόγηση του γιγάντιου αντιδραστήρα του ITER. Ανακτήθηκε από https://www.cnn.gr/kosmos/story/228861/gallia-xekinise-i-synarmologisi-toy-gigantioy-antidrastira-toy-iter (τελευταία πρόσβαση 30.07.2020)

What is ITER. Ανακτήθηκε από https://www.iter.org/proj/inafewlines (τελευταία πρόσβαση 30.07.2020)

Πυρηνική σύντηξη: Το μεγάλο στοίχημα για καθαρή ενέργεια. Ανακτήθηκε από https://www.liberal.gr/technology/puriniki-suntixi-to-megalo-stoichima-gia-kathari-energeia/270058 (τελευταία πρόσβαση 30.07.2020)


Λίγα λόγια για τον συντάκτη

Γιώργος Φραντζής

Από μικρός εντυπωσιαζόμουν με το καθετί νέο, με κάθε νέα ανακάλυψη η οποία δεν υπήρχε χτες όμως θα άλλαζε το αύριο. Η τεχνολογία θεωρώ πως είναι ο δρόμος προς τα μπροστά και αυτή η αντίληψη ήταν που με ώθησε προς το Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών, από το οποίο και είμαι απόφοιτος. Κάθε άρθρο μου θα ήθελα να το βλέπεις σαν μια αφορμή για σκέψη και για αναζήτηση. Καλή ανάγνωση!

Εβδομαδιαία ενημέρωση απο το maxmag στο email σου

Η ενημέρωση σου, για όλα τα θέματα, επί παντός επιστητού, είναι προτεραιότητα για μας στο MAXMAG. Αυτός είναι κ ο λόγος, για τον οποίο κάθε εβδομάδα οι συντάκτες μας θα επιλέγουν τα 15 σημαντικότερα άρθρα, από όλες τις στήλες του περιοδικού και θα φροντίζουμε να τα λαμβάνεις απευθείας στο email σου. Όλες οι σημαντικές ειδήσεις θα σε περιμένουν να τις ανοίξεις. Το μόνο που χρειάζεται να κάνεις είναι μια εγγραφή στο Newsletter μας. Τι περιμένεις λοιπόν;