Πυρηνική σύντηξη: Θα έλυνε μια για πάντα το ενεργειακό πρόβλημα του πλανήτη!

Από το μαθητή της Γ’ Γυμνασίου Νικόλαο Δρούβη, στα πλαίσια της έρευνας της φετινής Π.Ο. για το θέμα: «Ενέργεια και φυσικοί πόροι. Η ενεργειακή κρίση και οι επιπτώσεις της».

Σε μια εποχή που τα συμβατικά καύσιμα λιγοστεύουν επικίνδυνα και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αναζητούνται με αγωνία, η βιομηχανική εκμετάλλευση ενέργειας από πυρηνική σύντηξη αποτελεί το όνειρο πολλών επιστημόνων εδώ και δεκαετίες, αφού θα επιτρέψει την παραγωγή απεριόριστης και «καθαρής» ενέργειας. Η σύντηξη είναι η μέθοδος με την οποία ο Ήλιος παράγει την ενέργειά του και για την επίτευξή της με τεχνικά μέσα από τον άνθρωπο θα χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη το υδρογόνο, το οποίο μπορεί να παραχθεί από θαλασσινό νερό και θεωρείται πρακτικά ανεξάντλητο. Έτσι, η ανθρωπότητα θα μπορεί (θεωρητικά) να υπερκαλύπτει τις ολοένα αυξανόμενες ενεργειακές ανάγκες της χωρίς να επιβαρύνεται το περιβάλλον, γιατί η σύντηξη δε δημιουργεί πυρηνικά απόβλητα, ούτε «αέρια του θερμοκηπίου.

Τι είναι η πυρηνική σύντηξη

Πυρηνική σύντηξη (συν + τήξη) ονομάζεται η συνένωση ελαφρών πυρήνων σε βαρύτερους με ταυτόχρονη απελευθέρωση ενέργειας, την οποία  μπορούν να δημιουργήσουν μόνον ελαφρά στοιχεία, όπως τα ισότοπα του υδρογόνου. Με τη θέρμανση αερίου υδρογόνου σε υψηλές θερμοκρασίες, προκαλούνται συγκρούσεις των πυρήνων των ατόμων του υδρογόνου, τόσο ορμητικές και βίαιες, που τελικά αυτοί συνενώνονται, δημιουργώντας σταδιακά πυρήνες ενός άλλου στοιχείου, του ηλίου, εκλύοντας ταυτόχρονα θερμική ενέργεια.

Τα σημαντικότερα πειράματα

Πυρηνική σύντηξη με λέιζερ

Στην εγκατάσταση NIF στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στις ΗΠΑ πραγματοποιούνται  πειράματα πυρηνικής σύντηξης με τη χρήση πανίσχυρων λέιζερ. Στο τελευταίο πείραμα, για πρώτη φορά, οι ερευνητές κατάφεραν να παράξουν περισσότερη ενέργεια από όση χρησιμοποίησαν, για να πυροδοτήσουν την πυρηνική αντίδραση. Τα λέιζερ στόχευσαν μια κάψουλα που περιείχε δύο ισότοπα υδρογόνου (δευτέριο και τρίτιο) που είχαν εξαχθεί από νερό. Τα ισότοπα για χρονικό διάστημα

μικρότερο του ενός δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου πιέστηκαν αφόρητα κάτω από υψηλότατες θερμοκρασίες, ώστε να παραχθεί περισσότερη ενέργεια από εκείνη που είχε χρησιμοποιηθεί. Τελικός στόχος είναι η δυνατότητα «αυτοσυντήρησης» της σύντηξης, που θα επιτρέψει τη βιομηχανική της εκμετάλλευση για παραγωγή ανεξάντλητης καθαρής ενέργειας.

Μια ακόμη σημαντική προσπάθεια για την επίτευξη πυρηνικής σύντηξης  είναι αυτή που υλοποιείται στο Διεθνή Πειραματικό Θερμοπυρηνικό Αντιδραστήρα (ITER), ο οποίος κατασκευάζεται στο Κανταράς της Γαλλίας και υπολογίζεται να ολοκληρωθεί το 2021. Εκεί, λοιπόν, μαγνητικά πεδία θα συγκρατούν μετέωρη και παγιδευμένη μια ποσότητα υδρογόνου σε ακραίες καταστάσεις πίεσης και θερμοκρασίας-100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου- για να διατηρήσει τις αντιδράσεις σύντηξης. Στην προσπάθεια συμμετέχουν η Ευρωπαϊκή Ένωση, η οποία καλύπτει περίπου το μισό κόστος, μαζί με τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία, τη Ρωσία, την Ινδία, την Κίνα και τη Νότιο Κορέα.

Φωτογραφίες από τις εργασίες στο Κανταράς

 

Η εκμετάλλευση της ενέργειας από σύντηξη θα έλυνε μια για πάντα το ενεργειακό πρόβλημα του πλανήτη. Δυστυχώς, όμως, η εξειδικευμένη- ακριβή  τεχνολογία και τα υπέρογκα επενδυτικά κεφάλαια που απαιτούνται, σε συνδυασμό με διάφορα γραφειοκρατικά προβλήματα, την καθιστούν … άπιαστο όνειρο. Απέχουμε ακόμα πάρα πολλά χρόνια, μέχρι να αξιοποιηθεί και εμπορικά η παραγωγή ενέργειας από πυρηνική σύντηξη.

Αυτή τη στιγμή ως βασική επιλογή για την ανάπτυξη της ενέργειας σύντηξης προβάλλει η τεχνολογία με τη διεθνή ονομασία Τόκαμακ. Είναι θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας, μορφής δακτυλιοειδούς θαλάμου, που χρησιμοποιείται στην έρευνα θερμοπυρηνικής ενέργειας. Το όνομα Τόκαμακ είναι αρκτικόλεξο και σημαίνει σε απλά ελληνικά δακτυλιοειδής θάλαμος με μαγνητικά πεδία.

Διαδικτυακές πηγές

www.tovima.gr

www.skai.gr

www.econews.gr

www.scienceinschool.org

www.astrovox.gr

www.iter.org