Επιστήμονες στη Βρετανία κατέγραψαν νέο παγκόμσιο ρεκόρ παραγωγής ενέργειας με πυρηνική σύντηξη, φέρνοντας ένα βήμα πιο κοντά την προοπτική υλοποίησης μιας πράσινης πηγής ενέργειας βασισμένης στη δύναμη των άστρων.
Η πυρηνική σύντηξη είναι η διαδικασία που τροφοδοτεί τον Ηλιο και τα αστέρια. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι θα μπορούσε να παράγει τεράστιες ποσότητες καθαρής ενέργειας χωρίς να θερμαίνει την ατμόσφαιρά μας.
Οι ερευνητές του Joint European Torus (JET), ενός πειραματικού αντιδραστήρα σύντηξης στο Οξφορντσάιρ, παρήγαγαν 69 μεγατζάουλ ενέργειας σε πέντε δευτερόλεπτα από μόλις 0,2 χιλιοστόγραμμα καυσίμου στο τελευταίο πείραμα σύντηξης που πραγματοποιήθηκε στην εγκατάσταση.
Η εκτίναξη της ενέργειας, που ισοδυναμεί με 16,5 κιλά ΤΝΤ, περιγράφηκε ως ένα «κατάλληλο κύκνειο άσμα» για το έργο, το οποίο έχει πρωτοπορήσει στην τεχνολογία για μελλοντικούς εμπορικούς αντιδραστήρες σύντηξης από τότε που άρχισε να λειτουργεί το 1983. Ξεπέρασε το προηγούμενο ρεκόρ των 59 μεγατζάουλ θερμότητας, που είχε σημειωθεί από την ίδια εγκατάσταση το 2022.
Οι Ευρωπαίοι επιστήμονες που εργάζονται στο χώρο δήλωσαν ότι «πετύχαμε πράγματα που δεν είχαμε κάνει ποτέ πριν». Το αποτέλεσμα προήλθε από το τελευταίο πείραμα του εργαστηρίου μετά από περισσότερα από 40 χρόνια έρευνας για τη σύντηξη.
Πράσινη Ενεργειακή Επανάσταση
Η πυρηνική σύντηξη λειτουργεί με τη θέρμανση και τη συνένωση μικροσκοπικών σωματιδίων για τη δημιουργία ενός βαρύτερου σωματιδίου, το οποίο απελευθερώνει χρήσιμη ενέργεια.
Αν επεκταθεί επιτυχώς σε εμπορικά επίπεδα, θα μπορούσε να παράγει ατελείωτες ποσότητες καθαρής ενέργειας χωρίς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Και, σε αντίθεση με την αιολική και την ηλιακή ενέργεια, δεν θα είναι στο έλεος των καιρικών συνθηκών.
Εάν η ενέργεια σύντηξης αποδειχθεί βιώσιμη σε κλίμακα, οι μελλοντικοί αντιδραστήρες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μια πράσινη ενεργειακή επανάσταση. Ένα κιλό καυσίμου σύντηξης περιέχει περίπου 10 εκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από ένα κιλό άνθρακα, πετρελαίου ή φυσικού αερίου και οι αντιδράσεις σύντηξης δεν απελευθερώνουν αέρια του θερμοκηπίου.
Η εγκατάσταση Joint European Torus (JET), κατασκευάστηκε στο Kόλαμ της Οξφόρδης στα τέλη της δεκαετίας του 1970 και μέχρι τα τέλη του περασμένου έτους ήταν ο πιο προηγμένος πειραματικός αντιδραστήρας σύντηξης στον κόσμο. Όλα τα πειράματα σταμάτησαν τον Δεκέμβριο.
Αν και είχε την έδρα του στο Ηνωμένο Βασίλειο, χρηματοδοτήθηκε κυρίως από το πρόγραμμα πυρηνικής έρευνας της ΕΕ, την Ευρατόμ, και λειτουργούσε από την Υπηρεσία Ατομικής Ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου. Για τέσσερις δεκαετίες φιλοξενούσε επιστήμονες από το Ηνωμένο Βασίλειο, την Ευρώπη, την Ελβετία και την Ουκρανία.
Ο αντιδραστήρας επρόκειτο να λειτουργήσει μόνο για μια δεκαετία περίπου, αλλά οι επανειλημμένες επιτυχίες είδαν τη διάρκεια ζωής του να παρατείνεται. Το αποτέλεσμα που ανακοινώθηκε σήμερα είναι τριπλάσιο από αυτό που είχε επιτευχθεί σε παρόμοιες δοκιμές το 1997.
Ο καθηγητής Iαν Τσάπμαν, διευθύνων σύμβουλος της Αρχής Ατομικής Ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου, δήλωσε: «Η κληρονομιά του JET θα είναι διάχυτη σε όλους τους μελλοντικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Kατέχει κρίσιμο ρόλο στο να μας φέρει πιο κοντά σε ένα ασφαλές και βιώσιμο μέλλον».
Ο αντιδραστήρας του Κέντρου Ενέργειας Σύντηξης είναι γνωστός ως τοκαμάκ, μια δομή που χρησιμοποιεί ισχυρά μαγνητικά πεδία για να περιορίσει τα πλάσματα, ή τα έντονα ιονισμένα αέρια, σε σχήμα ντόνατ. Τα αέρια θερμαίνονται στους 150 εκατ. βαθμούς Κελσίου, δηλαδή περίπου 10 φορές θερμότερα από το κέντρο του ήλιου.
Οι ακραίες συνθήκες στο τοκαμάκ οδηγούν σε αντιδράσεις σύντηξης στις οποίες ατομικοί πυρήνες ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν νέα στοιχεία, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας κατά τη διαδικασία. Τα αστέρια τροφοδοτούνται από τις ίδιες αντιδράσεις, αλλά δεν απαιτούν τόσο υψηλές θερμοκρασίες, καθώς η βαρύτητά τους είναι αρκετά ισχυρή για να κάνει μέρος της εργασίας.
Πειράματα στο JET έχουν διερευνήσει τη δυνατότητα χρήσης δύο ισοτόπων του υδρογόνου, γνωστών ως δευτέριο και τρίτιο, ως καύσιμα. Στις αντιδράσεις σύντηξης, τα δύο συνδυάζονται για να παράγουν αέριο ήλιο. Ο παλμός ενέργειας ρεκόρ, που ανακοινώθηκε την Πέμπτη, είναι ενθαρρυντικός για το Iter, ένα μεγαλύτερο έργο σύντηξης που κατασκευάζεται στη νότια Γαλλία. Ο εν λόγω αντιδραστήρας στοχεύει να αρχίσει να καίει καύσιμα σύντηξης το 2035 με στόχο την παραγωγή περισσότερης ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του πλάσματος.
Ο Αντριου Μπόουι, ο Βρετανός υπουργός πυρηνικής ενέργειας και δικτύων, δήλωσε: «Το τελευταίο πείραμα σύντηξης του JET είναι ένα ταιριαστό κύκνειο άσμα μετά από όλη την πρωτοποριακή εργασία που έχει γίνει στο έργο από το 1983. Είμαστε πιο κοντά στην ενέργεια σύντηξης από ποτέ άλλοτε».
Εάν η επόμενη γενιά πειραματικών εγκαταστάσεων σύντηξης, όπως η Iter, αποδείξει ότι η τεχνολογία είναι βιώσιμη σε κλίμακα, οι ερευνητές σχεδιάζουν να κατασκευάσουν μια ευρωπαϊκή μονάδα επίδειξης που θα παράγει περισσότερη ενέργεια από όση χρησιμοποιεί.
Ο Δρ Ανίκα Καν, ερευνητής στην πυρηνική σύντηξη στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, δήλωσε: «Τα αποτελέσματα αυτά είναι πραγματικά συναρπαστικά για την κοινότητα της σύντηξης και αποτελούν ένα σπουδαίο τέλος των εργασιών του JET, το οποίο παρείχε στην επιστημονική κοινότητα πραγματικά πολύτιμα δεδομένα κατά τη διάρκεια της ζωής του, τα οποία τροφοδότησαν τα σχέδια για νέα έργα. Ωστόσο, για να το θέσουμε στο πλαίσιο της εμπορικής σύντηξης, δεν παρήχθη ακόμη καθαρή ενέργεια».
Και πρόσθεσε: «Πρόκειται για ένα σπουδαίο επιστημονικό αποτέλεσμα, αλλά απέχουμε ακόμη πολύ από την εμπορική σύντηξη. Πρέπει να εκπαιδεύσουμε έναν τεράστιο αριθμό ανθρώπων με τις δεξιότητες για να εργαστούν στον τομέα αυτό και ελπίζω ότι η τεχνολογία θα χρησιμοποιηθεί στο δεύτερο μισό του αιώνα».