ITER: Πυρηνικός αντιδραστήρας στοχεύει να τροφοδοτήσει τη Γη με απεριόριστη ενέργεια

07:53 19/2/2024 - Πηγή: Huffington Post Greece

Oι ειδικοί του ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor - Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας, ισχυρίζονται ότι «ο δρόμος» κατευθύνεται προς έναν αδιανόητο στόχο: αιώνια ενέργεια.

Πρόκειται για ένα διεθνές πρόγραμμα έρευνας και κατασκευής ενός αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης που στοχεύει στην αναπαραγωγή των διαδικασιών σύντηξης του Ήλιου για την παραγωγή ενέργειας στη Γη.

Στόχος των επιστημόνων του ITER που βρίσκεται δίπλα στις εγκαταστάσεις έρευνας Κανταράς στη νότια Γαλλία

είναι η λειτουργία του μεγαλύτερου πειράματος μαγνητικά περιορισμένου πλάσματος στον κόσμο και του μεγαλύτερου  πειραματικός αντιδραστήρας πυρηνικής σύντηξης τύπου tokamak.

Ο ITER θα είναι ο μεγαλύτερος από τους περισσότερους από 100 αντιδραστήρες σύντηξης που κατασκευάστηκαν από τη δεκαετία του 1950 και έπειτα, με δεκαπλάσιο όγκο πλάσματος από οποιοδήποτε άλλο tokamak λειτουργεί σήμερα.

Η Πυρηνικήσχάση χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία των 436 πυρηνικών αντιδραστήρων. Πρόκειται για τη διαδικασία κατά την οποία ένας ασταθής ατομικός πυρήνας διασπάται σε δύο ή περισσότερους (μικρότερους) πυρήνες και σε μερικά παραπροϊόντα σωμάτια (όπως νετρόνια). Η σχάση αποτελεί μια περίπτωση μεταστοιχείωσης κατά την οποία παράγονται δύο πυρήνες με συγκρίσιμες μάζες. Στα βαρύτερα στοιχεία η σχάση είναι εξώθερμη αντίδραση αποδίδοντας στο περιβάλλον ενέργεια ως ακτινοβολία γ και ως κινητική ενέργεια των θραυσμάτων.

Στη Πυρηνικήσύντηξη γίνεται συνένωση ελαφρών πυρήνων σε βαρύτερους με ταυτόχρονη απελευθέρωση ενέργειας, δηλαδή πρόκειται για εξώθερμη αντίδραση. Βέβαια για να θεωρηθεί εξώθερμη αναφερόμαστε σε σύντηξη ελαφρών πυρήνων μέχρι το σίδηρο-56 ή νικέλιο-62. Κατά τη σύντηξη βαρύτερων πυρήνων από αυτούς υπάρχει ενεργειακό έλλειμμα και η αντίδραση γίνεται ενδόθερμη.

Το αποτέλεσμα είναι πολύ περισσότερη ενέργεια από τη σχάση, και χωρίς τα ραδιενεργά απόβλητα, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών.

Όταν ολοκληρωθεί, ο θάλαμος θα ζυγίζει περισσότερους από 25.000 τόνους, αντέχοντας θερμοκρασίες έως και 302 εκατομμύρια βαθμούς Φαρενάιτ. 

O ITER χρηματοδοτείται και διευθύνεται από επτά κόμματα μέλη: Κίνα, Ευρωπαϊκή Ένωση, Ινδία, Ιαπωνία, Ρωσία, Νότια Κορέα και Ηνωμένες Πολιτείες. Το Ηνωμένο Βασίλειο συμμετέχει μέσω του προγράμματος της ΕΕ Σύντηξη για Ενέργεια (Fusion for Energy, F4E), η Ελβετία συμμετέχει μέσω της Ευρατόμ και της F4E και το έργο έχει συμφωνίες συνεργασίας με την Αυστραλία, τον Καναδά, το Καζακστάν και την Ταϊλάνδη.

Για να παραμείνει εντός χρονοδιαγράμματος, ο Coblentz δήλωσε στο διαδικτυακό πρακτορείο ειδήσεων ότι οι ειδικοί σχεδιάζουν να παραλείψουν το «πρώτο πλάσμα» - ένα ορόσημο δοκιμών - «για να φτάσουν στην ενέργεια σύντηξης αρχικά το 2035».

«Θα διασφαλίσουμε ότι οι δοκιμές θα γίνουν με άλλο τρόπο, ώστε να μπορέσουμε να τηρήσουμε όσο το δυνατόν περισσότερο εκείνη την ημερομηνία», είπε. Πρόσθεσε ότι η πολύπλοκη φύση του έργου είναι μια πρόκληση, συχνά επειδή είναι πρωτοποριακή έρευνα.

Οι στόχοι του ITER

Οι στόχοι του ITER είναι να επιτευχθεί αρκετή σύντηξη ώστε να παράγει 10 φορές περισσότερη θερμική ισχύ από τη θερμική ισχύ που απορροφάται από το πλάσμα για μικρές χρονικές περιόδους, να δοκιμαστούν τεχνολογίες που χρειάζονται για τη λειτουργία ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης, συμπεριλαμβανομένων συστημάτων κρυογονικής, θέρμανσης, ελέγχου και διάγνωσης, καθώς και απομακρυσμένης συντήρησης  να επιτύχουν και να μάθουν από ένα καιόμενο πλάσμα, να δοκιμαστεί η αναπαραγωγή τριτίου και να αποδείξει την ασφάλεια μιας μονάδας σύντηξης.

Αυτή δεν είναι η μόνη ομάδα που εργάζεται σε νέα πυρηνικά έργα. Το αμερικανικό Westinghouse αναπτύσσει έναν μικρό αντιδραστήρα σχάσης που θα τεθεί σε λειτουργία το 2029. 

Η κατασκευή του συγκροτήματος ITER στη Γαλλία ξεκίνησε το 2013 και η συναρμολόγηση του tokamak ξεκίνησε το 2020. 

Ο αρχικός προϋπολογισμός ήταν κοντά στα 6 δισ. ευρώ, αλλά η συνολική τιμή κατασκευής και λειτουργίας προβλέπεται να είναι από 18 έως 22 δισ. ευρώ. 

Άλλες εκτιμήσεις τοποθετούν το συνολικό κόστος μεταξύ 45 και 65 δισεκατομμυρίων δολαρίων, αν και αυτά τα στοιχεία αμφισβητούνται από τον ITER. 

Ανεξάρτητα από το τελικό κόστος, ο ITER έχει ήδη περιγραφεί ως το πιο ακριβό επιστημονικό πείραμα όλων των εποχών, το πιο περίπλοκο έργο μηχανικής στην ανθρώπινη ιστορία.

Τι είναι η σύντηξη

Η σύντηξη είναι 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. Η σύντηξη θεωρείται ασφαλής, από την άποψη ότι δεν μπορεί να οδηγήσει σε διαδικασίες που θα μπορούσαν να τεθούν εκτός ελέγχου.

Το JET είναι προπομπός του ΙTER, που είναι ένα από τα μεγαλύτερα συνεργατικά επιστημονικά projects στην ιστορία. Στο ITER σχεδιάζεται η χρήση του ίδιο μείγματος καυσίμου (δευτέριο- τρίτιο) και η λειτουργία υπό παρόμοιες συνθήκες με αυτές στα πειράματα του EUROfusion στο Culham Science Centre στην Οξφόρδη.

Related...Ιαπωνία: Μπήκε σε λειτουργία ο μεγαλύτερος αντιδραστήρας πυρηνικής σύντηξηςΜεγάλο «άλμα» προς την ανεξάντλητη ενέργεια: Σημαντική εξέλιξη στην πυρηνική σύντηξηΚινέζοι επιστήμονες ενεργοποίησαν «τεχνητό ήλιο», πέντε φορές θερμότερο από τον κανονικό