Πυρηνική σύντηξη με τη συνδρομή λέιζερ

11:03 13/2/2014 - Πηγή: Matrix24

Η Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης (NIF) στο Εθνικό Εργαστήριο Λόρενς Λίβερμορ, που ανήκει στο υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, για πρώτη φορά, όπως ανακοίνωσε, κατάφερε να απελευθερώσει (να παράγει) περισσότερη ενέργεια κατά τη σύντηξη του πυρηνικού καυσίμου, από όση χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να πυροδοτηθεί η πυρηνική αντίδραση. Όμως ακόμα δεν επιτεύχθηκε ο στόχος της «ανάφλεξης», δηλαδή να παραχθεί περισσότερη ενέργεια από όση χρησιμοποιεί όλο το πείραμα (όχι απλώς το πυρηνικό καύσιμο). Οι φυσικοί δεν είναι βέβαιοι αν και

πότε αυτό θα επιτευχθεί. Όπως είπαν, πρέπει να παράγουν τουλάχιστον 100 φορές περισσότερη ενέργεια από τις αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης, ώστε αυτές να αυτο-τροφοδοτούνται μόνες τους και έτσι η όλη διαδικασία να γίνει πραγματικά ενεργειακά αποδοτική.

Πάντως το γεγονός χαιρετίστηκε διεθνώς ως ορόσημο στον μακρύ δρόμο για την αναζήτηση μιας νέας βιώσιμης πηγής ενέργειας, που θα μειώσει την εξάρτηση της ανθρωπότητας από τα ρυπογόνα -και σταδιακά εξαντλούμενα- ορυκτά καύσιμα. Όμως, η επιστημονική κοινότητα επανέλαβε πως, παρά την θετική αυτή εξέλιξη, απέχουμε ακόμα πολλά χρόνια (ή μάλλον δεκαετίες), εωσότου καταστεί αξιοποιήσιμη τεχνικά και εμπορικά η παραγωγή ενέργειας από σύντηξη, η οποία δεν θα αφήνει πυρηνικά απόβλητα, ούτε θα δημιουργεί «αέρια του θερμοκηπίου».

Η πυρηνική σύντηξη (που είναι το αντίθετο της πυρηνικής σχάσης, η οποία χρησιμοποιείται στους σημερινούς πυρηνικούς αντιδραστήρες) προσπαθεί να αναπαράγει με ελεγχόμενη διαδικασία τον τρόπο που ο Ήλιος δημιουργεί αέναα τη δική του ενέργεια και οι βόμβες υδρογόνου εκρήγνυνται. Στην Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης στην Καλιφόρνια, κόστους 3,5 δισεκατομμυρίων δολαρίων, που έχει μέγεθος ποδοσφαιρικού γηπέδου και ξεκίνησε τη λειτουργία της το 2009, 192 ισχυρές ακτίνες λέιζερ συγκλίνουν στο στόχο τους, που είναι μια κάψουλα από χρυσό. Αυτή περιβάλλει ένα μικροσκοπικό πλαστικό σφαιρίδιο διαμέτρου μόλις δύο χιλιοστών, το οποίο περιέχει το πυρηνικό καύσιμο (πλάσμα από δευτέριο και τρίτιο, δύο βαριά ισότοπα του υδρογόνου).

Η συγκεντρωμένη ενέργεια των λέιζερ αυξάνει την θερμοκρασία του στόχου έως τα 50 εκατ. βαθμούς Κελσίου και έτσι θέτει σε κίνηση τις πυρηνικές αντιδράσεις (σύντηξη των πυρήνων δευτερίου και τριτίου), με «παράπλευρο» αποτέλεσμα την παραγωγή νετρονίων και -κυρίως- έκλυση ενέργειας. Για να έχει πραγματικό όφελος η όλη διαδικασία, θα πρέπει η παραγόμενη ενέργεια να είναι όσο γίνεται μεγαλύτερη από αυτήν που χρησιμοποιείται για τα λέιζερ – και αυτό, έστω και οριακά, επιτεύχθηκε για πρώτη φορά (παρήχθησαν 15 έως 17 κιλοτζάουλ ενέργειας).

Παράλληλα με τη σύντηξη μέσω λέιζερ, αναπτύσσεται και μια «ανταγωνιστική» μαγνητική τεχνολογία σύντηξης. Το πιο προχωρημένο εναλλακτικό έως τώρα διεθνές πρόγραμμα πυρηνικής σύντηξης είναι ο Διεθνής Πειραματικός Θερμοπυρηνικός Αντιδραστήρας (ITER), που ήδη κατασκευάζεται στο Κανταράς της νότιας Γαλλίας και, όπου, αντίθετα με το NIF στις ΗΠΑ, το πυρηνικό καύσιμο ακινητοποιείται στον αντιδραστήρα και θερμαίνεται με τη βοήθεια πολύ ισχυρών μαγνητικών πεδίων. Αρκετοί ειδικοί εκτιμούν ότι, κάποια στιγμή μετά το 2020, το ITER θα είναι το πρώτο στον κόσμο εργοστάσιο που -χάρη στη σύντηξη- θα παράγει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από αυτήν που θα καταναλώνει.