Αστρική γεννήτρια πυρηνικής σύντηξης

Επιστήμονες από το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ, δοκίμασαν στις 10 Δεκεμβρίου στο Γκράιφσβαλντ, μια νέα τεχνολογία, ένα νέο αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης. Πρόκειται για την αστρική γεννήτρια Wendelstein 7-X. Το μηχάνημα αντιγράφει στην ουσία τον τρόπο παραγωγής ενέργειας των αστεριών για να παράξει ηλεκτρισμό.

Οι ερευνητές δηλώνουν ευχαριστημένοι από το αποτέλεσμα και πιστεύουν ότι με βάση αυτή τη γεννήτρια μπορούν να παράγουν ανεξάντλητη ενέργεια από την πυρηνική σύντηξη. Μάλιστα τα εργοστάσια αυτά δεν παράγουν καθόλου επικίνδυνα ραδιενεργά απόβλητα.

Ένα εργοστάσιο πυρηνικής ενέργειας, σχάσης του πυρήνα έχει πάντα θέμα με τα απόβλητα. 

Δημιουργεί πυρηνικά απόβλητα που πρέπει να αποθηκευτούν για δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Η πυρηνική σύντηξη δεν έχει τέτοια προβλήματα» επισήμανε ο επιστημονικής υπεύθυνος της Wendelstein 7-X, Τόμας Κλίνγκερ.

Οι αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης χρησιμοποιούν δύο ισότοπα του υδρογόνου: το δευτέριο και το τρίτιο. Οι επιστήμονες αφαιρούν τα ηλεκτρόνια από τα άτομα τους, δημιουργώντας αυτό που ονομάζεται πλάσμα, το οποίο απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Αλλά ακόμη κι αν στεφθεί με επιτυχία, ο Wendelstein 7-X θέλει πολύ καιρό ακόμη για να μπει σε πλήρη λειτουργία.

Πρόκειται για επιστήμη που προλαμβάνει πράγματα. Είναι σαν να φυτεύεις δέντρα. Αν δεν φυτέψεις τα δέντρα σου τώρα, τότε δεν θα έχεις τίποτε σε 100 χρόνια. Πρέπει να σκέφτεσαι πάντα το μέλλον, εξήγησε ο Τόμας Κλίνγκερ.

Η τεχνολογία που χρησιμοποιούν στο Γκράιφσβαλντ, είναι αρκετά διαφορετική από αυτή που χρησιμοποιείται σε άλλα ανταγωνιστικές δοκιμές πυρηνικής σύντηξης, όπως στον αντιδραστήρα ITER, στο Κανταράς στη Νότια Γαλλία.

Στη Γαλλία η τεχνολογία που χρησιμοποιείται ονομάζεται Τοκαμάκ και είναι πιο ευάλωτη σε μαγνητικές διαταραχές, με αποτέλεσμα να λυγίζουν τα μεταλλικά μέρη των εξαρτημάτων.

Η αστρική γεννήτρια της Γερμανίας, είναι από την άλλη πλευρά πιο σταθερή αλλά πιο δύσκολη στην κατασκευή της. Και οι δύο αυτές μέθοδοι λοιπόν για την παραγωγή ενέργειας μέσα από την πυρηνική σύντηξη χρειάζονται πολύ ακόμη χρόνο.

Σύντηξη

Θα περάσουν τουλάχιστον δέκα ακόμα χρόνια πριν μάθουμε αν το όνειρο της καθαρής, ανεξάντλητης ενέργειας μπορεί να γίνει πραγματικότητα: οι διεθνείς εταίροι του ΙΤER, του Διεθνούς Πειραματικού Θερμοπυρηνικού Αντιδραστήρα, δεν ελπίζουν να βάλουν το γιγάντιο μηχάνημα στην πρίζα πριν από το 2025, εννέα χρόνια αργότερα από τον αρχικό σχεδιασμό.

Σε συνάντηση του διοικητικού συμβουλίου την Πέμπτη στη Γαλλία, οι επτά εταίροι του προγράμματος -ΕΕ, ΗΠΑ, Κίνα, Ινδία, Ιαπωνία, Νότιος Κορέα και Ρωσία- ενημερώθηκαν ότι η κατασκευή της εγκατάστασης θα καθυστερήσει σημαντικά και θα χρειαστεί νέα κονδύλια. Το τελικό χρονοδιάγραμμα για την ολοκλήρωση του έργου θα αποφασιστεί σε νέα συνάντηση τον Ιούνιο του 2016, όλοι όμως δείχνουν να αναγνωρίζουν ότι η λειτουργία του δεν θα ξεκινήσει σε λιγότερο από μια δεκαετία.

Όταν το πρόγραμμα ξεκίνησε το 2006, το συνολικό κόστος είχε εκτιμηθεί στα 5 δισεκατομμύρια ευρώ, ποσό που σύντομα εκτινάχθηκε σε τουλάχιστον 15 δισεκατομμύρια, καθιστώντας τον ITER ένα από τα ακριβότερα διεθνή επιστημονικά προγράμματα.

Περίπου ένα εκατομμύριο εξαρτήματα θα πρέπει να συναρμολογηθούν τα επόμενα χρόνια στο Κανταράς της Προβηγκίας (Γαλλία), όπου έχει ήδη ξεκινήσει η κατασκευή του κτηρίου που θα στεγάσει τον αντιδραστήρα.

Η κατασκευή των κτηρίων του ITER στο Κανταράς σήμερα βρίσκεται σε εξέλιξη.

Εδώ και δεκαετίες, η πυρηνική σύντηξη -η αντίδραση που τροφοδοτεί τα άστρα- υπόσχεται την παραγωγή ανεξάντλητης καθαρής ενέργειας από ισότοπα υδρογόνου που υπάρχουν σε σχετική αφθονία στο θαλασσινό νερό.

Όμως οι ακραίες συνθήκες που απαιτούν οι αντιδράσεις σύντηξης θέτουν σχεδόν ανυπέρβλητα τεχνικά εμπόδια -στα πειράματα που έχουν πραγματοποιηθεί ως σήμερα, η ενέργεια που απαιτείται για λίγα μόνο δευτερόλεπτα πυρηνικής σύντηξης είναι περισσότερη από αυτή που τελικά παράγεται από την αντίδραση.

Αυτό θα μπορούσε να αλλάξει με τον ITER, ο οποίος είναι σχεδιασμένος να προσφέρει ισχύ 500 Megawatt, δέκα φορές υψηλότερη από την ισχύ που θα καταναλώνει.

Το κεντρικό κτήριο στο Κανταράς, μεγαλύτερο από γήπεδο ποδοσφαίρου, θα στεγάσει έναν αντιδραστήρα σύντηξης βασισμένο στο σχεδιασμό tokamak.

Πρόκειται ουσιαστικά για ένα θωρακισμένο κάνιστρο σε σχήμα ντόνατ, χωρητικότητας 840 κυβικών μέτρων, το οποίο θα χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία για να συγκρατεί μετέωρο ένα σύννεφο από ιόντα υδρογόνου σε θερμοκρασία 100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου.

Οι τεχνικές προδιαγραφές για μια τέτοια διάταξη είναι εξαιρετικά υψηλές: το μαγνητικό πεδίο πρέπει να συγκρατεί το υπέρθερμο πλάσμα μακριά από τα τοιχώματα του αντιδραστήρα, και κάθε ατέλεια θα μπορούσε να αποδειχθεί καταστροφική για το πείραμα.

Οι απαιτήσεις αυτές, σε συνδυασμό με διάφορα γραφειοκρατικά εμπόδια, τα οποία αφορούν για παράδειγμα την εισαγωγή εξαρτημάτων από τρίτες χώρες και τους δασμούς, είναι η βασική αιτία για τις μεγάλες  καθυστερήσεις.

Ακόμα και αν τα πειράματα ξεκινήσουν το 2025 και δώσουν ικανοποιητικά αποτελέσματα, η αξιοποίηση της σύντηξης σε εμπορική κλίμακα πιστεύεται ότι θα απαιτούσε μερικές ακόμα δεκαετίες.

Πηγή: https://www.iter.org/