Τι είναι η πυρηνική σύντηξη

13:38 12/12/2022 - Πηγή: militaire

Οι τεχνικές δυσκολίες και το υψηλό κόστος έχουν μέχρι στιγμής αποτρέψει την κατασκευή αντιδραστήρων σύντηξης. Αλλά η επιτυχία στο πείραμα πυρηνικής σύντηξης είναι ένα σημείο καμπής, καθώς η μέθοδος εγγυάται στην ανθρωπότητα μια καθαρή και ουσιαστικά ανεξάντλητη πηγή ενέργειας.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις που παράγουν ενέργεια είναι δύο τύπων:

η σχάση, στην οποία ένας βαρύς ατομικός πυρήνας χωρίζεται σε δύο ελαφρύτερους πυρήνες καιη σύντηξη, η οποία απελευθερώνει ενέργεια μετά το συνδυασμό δύο ελαφρών πυρήνων σε έναν βαρύτερο πυρήνα.

Η πυρηνική σύντηξη είναι ένα φαινόμενο που αποκτά μεγάλη

σημασία στη φύση, επειδή είναι η βάση της λειτουργίας των άστρων όπως ο Ήλιος. Κατά τη μεταπολεμική περίοδο μελετάται η δυνατότητα διεξαγωγής «ελεγχόμενων» αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε βιομηχανική κλίμακα, όπως συμβαίνει ήδη με τους αντιδραστήρες σχάσης.

Πώς συμβαίνει η πυρηνική σύντηξη

Για να πραγματοποιηθεί η σύντηξη, είναι απαραίτητο να προσεγγίσουμε τους δύο πυρήνες σε εξαιρετικά κοντινή απόσταση (της τάξης του ενός εκατομμυριοστού του δισεκατομμυριοστού του μέτρου), προκειμένου να ξεπεραστεί η ηλεκτροστατική απώθησή τους: για να γίνει αυτό, οι πυρήνες πρέπει να περιορίζονται σε πυκνότητα και πολύ υψηλές θερμοκρασίες -μιλάμε για εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου-, για παράδειγμα μέσω μαγνητικών πεδίων: μια πολύ περίπλοκη λειτουργία από τεχνική άποψη και δαπανηρή από άποψη ενέργειας.

Στην πραγματικότητα, οι περισσότερες προσπάθειες των επιστημόνων επικεντρώνονται στην κατασκευή και λειτουργία φυτών ικανών να απομονώσουν αυτές τις πολύ υψηλές θερμοκρασίες.

Προκειμένου η αντίδραση σύντηξης να παράγει χρήσιμη ενέργεια, η ενέργεια που παράγεται από την αντίδραση πρέπει να είναι μεγαλύτερη από αυτή που δαπανάται από τη μονάδα για να λειτουργήσει.

Η ενέργεια σύντηξης είναι «καθαρή», δηλαδή δεν δημιουργεί απόβλητα ή ραδιενεργά κατάλοιπα (όπως συμβαίνει στους αντιδραστήρες σχάσης). Οι αντιδραστήρες σύντηξης δεν ρυπαίνουν, χρησιμοποιώντας το υδρογόνο ως καύσιμο, που πρακτικά είναι ανεξάντλητο. Για το λόγο αυτό, η πυρηνική σύντηξη θεωρείται πλέον μία από τις πιθανές ενεργειακές εναλλακτικές λύσεις αντί των ορυκτών καυσίμων και της διακοπής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης

Από τη δεκαετία του 1950 έως σήμερα, έχουν αναπτυχθεί διάφορες τεχνολογίες αντιδραστήρων και, μεταξύ των διαφόρων, οι πιο χρησιμοποιούμενες είναι αυτές με μαγνητικό περιορισμό (τοκαμάκ, εγκαταστάσεις περιορισμού ανεστραμμένου πεδίου και ανεστραμμένου πεδίου) και με αδρανειακό περιορισμό.

Ένας από τους πιο διάσημους αντιδραστήρες tokamak είναι ο Joint European Torus (JET), που κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1970 κοντά στην Οξφόρδη, στο Ηνωμένο Βασίλειο. Το Frascati Tokamak Upgrade (FTU) εγκαινιάστηκε στην Ιταλία τη δεκαετία του 1990, από τις στάχτες του οποίου γεννήθηκε το Divertor Tokamak Test (DTT), σημειώνει η La Republica.

Ήταν ένας αντιδραστήρας που δημιουργήθηκε για να μελετήσει και να βελτιώσει τον εκτροπέα, ένα στοιχείο που είναι πλέον απαραίτητο για την αφαίρεση της παραγόμενης θερμότητας και των προϊόντων σύντηξης από τους αντιδραστήρες.

Το έργο ITER

Ένα από τα πιο φιλόδοξα πειραματικά έργα είναι ο αντιδραστήρας ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) που κατασκευάστηκε στο Cadarache της Γαλλίας. Είναι το αποτέλεσμα μιας διεθνούς συνεργασίας μεταξύ Ευρώπης (Γαλλία και Ιταλία στην πρώτη γραμμή), Ιαπωνίας, Κίνας, Ρωσίας, Κορέας. Η κατασκευή του θα πρέπει να ολοκληρωθεί το 2025 με στόχο να γίνει το πρώτο εργοστάσιο ικανό να παράγει όση ενέργεια θα δαπανηθεί για τη λειτουργία του.

Εάν αυτός ο αντιδραστήρας – που έχει σχεδιαστεί για να παράγει ποσότητα ενέργειας 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή που χρησιμοποιείται για την πυρηνική σύντηξη – είναι επιτυχής, θα συνεχιστεί η κατασκευή του DEMO (DEMOnstration Power Plant), ενός αντιδραστήρα παρόμοιου με τον ITER που έχει σχεδιαστεί για την παραγωγή ενέργειας που θα διανεμηθεί στο ηλεκτρικό δίκτυο.

The post Τι είναι η πυρηνική σύντηξη appeared first on Militaire.gr.