Νέα συνεργασία για την πυρηνική σύντηξη με λέιζερ

Η Βρετανία ένωσε τις δυνάμεις της με ένα αμερικανικό εργαστήριο λέιζερ σε μια προσπάθεια για την ανάπτυξη καθαρής ενέργειας από πυρηνική σύντηξη

Οι επιστήμονες στο Hiper έχουν ήδη ένα όραμα για το πώς θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και να διανεμηθεί η ενέργεια σύντηξης

Σε αντίθεση με τα εργοστάσια που κάνουν σχάση του ουρανίου, η διαδικασία αυτή χρησιμοποιεί λέιζερ για να συμπιέσει ατομικούς πυρήνες μέχρι να συνενωθούν, απελευθερώνοντας έτσι άφθονη ενέργεια, όπως στα άστρα.

Ήδη το εργαστήριο NIF στις ΗΠΑ βρίσκεται πιο κοντά στην παραγωγή ενέργειας με αυτή την ιδέα. Και τώρα η βρετανική εταιρεία AWE με το Εργαστήριο Rutherford Appleton ενώθηκαν μαζί με το NIF, ώστε να γίνει η σύντηξη με λέιζερ μια βιώσιμη εμπορικά πηγή ενέργειας.

Η ιδέα της ‘συγκομιδής’ ενέργειας από την πυρηνική σύντηξη είναι πολύ παλιά.

Σύντηξη με λέιζερ

Το Ηνωμένο Βασίλειο έχει μια διαφορετική προσέγγιση για την επίτευξη του στόχου αυτού από το ITER, του Διεθνούς Θερμοπυρηνικού Πειραματικού Αντιδραστήρα, που χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία. Πρόκειται δε για τη μεγαλύτερη μαγνητική εγκατάσταση στον κόσμο.

Όμως η σύντηξη με τη βοήθεια μαγνητικού πεδίου τα τελευταία χρόνια συνάντησε όλο και πιο ασφυκτικά πλαίσια στον προϋπολογισμό του, ενώ το Αμερικανικό NIF έχει σχεδόν ολοκληρωθεί.

Ένα πρόβλημα στη σύντηξη ήταν ότι πάντα φαινόταν μακρινή η εποχή στην οποία θα παράγεται περισσότερη ενέργεια από αυτή που καταναλώνεται. Οι επικριτές της ιδέας έχουν υποστηρίξει ότι “η ενέργεια σύντηξης είναι 50 χρόνια μακριά, δεν έχει σημασία για ποιό ακριβώς έτος αναφέρεστε".

Όμως σε μια πρόσφατη συνάντηση δόθηκαν νέα ελπιδοφόρα μηνύματα, για μια σημαντική πρόοδο σε αυτή την τεχνολογία, και γι αυτό δεν μπορεί πλέον να απορριφθεί η σύντηξη ως κάτι για τον μακρινό ορίζοντα.

Στο Εργαστήριο Rutherford Appleton για πρώτη φορά αποδείχθηκε πως υψηλής έντασης λέιζερ μπορούν να δουλέψουν για τη μελλοντική τεχνολογία.

Τα κρίσιμα κλειδιά για την ανάφλεξη

Η ιδέα για τη σύντηξη με λέιζερ χρησιμοποιεί σφαιρίδια καυσίμου από τα ισότοπα δευτέριο και τρίτιο του υδρογόνου. Ένας αριθμός λέιζερ πυροβολούν τα σφαιρίδια προκειμένου να συμπιέσουν το καύσιμο σε λίγα εκατοστά του αρχικού όγκου του.

Κατά τη διαδικασία αυτή, οι πυρήνες υδρογόνου συντήκονται για τη δημιουργία του ήλιου και νετρόνια, των οποίων η ενέργεια μπορεί να συλληφθεί με τη μορφή θερμότητας και να χρησιμοποιηθεί για την κίνηση ενός ατμοστροβίλου.

Ο στόχος είναι να επιτευχθεί "ανάφλεξη" του καυσίμου για την οποία πήρε το όνομά του NIF – μια αυτοτροφοδοτούμενη αντίδραση της σύντηξης που θα ξεπερνά κατά πολύ νεκρό.

«Στόχος μας είναι να έχουμε ανάφλεξη μέσα στα επόμενα δύο χρόνια», δήλωσε ο διευθυντής του NIF Ed Moses.

"Έχουμε πετύχει την υψηλότερη απόδοση σύντηξης που έχει ποτέ γίνει."

Ο Ed Moses είπε ότι μία και μόνο δόση από το λέιζερ του NIF – το μεγαλύτερο στον κόσμο – ελευθέρωσε ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια νετρόνια και δημιουργήθηκε για ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου περισσότερη ισχύς από ό,τι καταναλώνει ο ο κόσμος.

Αλλά για να γίνει ανάφλεξη, ο αριθμός αυτός θα πρέπει να αυξηθεί κατά περίπου 1.000 φορές.

Η Βρετανία ηγείται του High-Power Laser Energy Research (Hiper), ένα πανευρωπαϊκό πρόγραμμα που ξεκίνησε το 2005 για να ξεκινήσει η τεχνολογία της σύντηξης με λέιζερ, με σκοπό μια μονάδα εμπορικής εκμετάλλευσης.

Στο Hiper εκτιμούν ότι μια μονάδα τέτοια με λέιζερ χρειάζεται να καταναλώνει περισσότερα από 10 σφαιρίδια καυσίμου κάθε δευτερόλεπτο – ή ένα εκατομμύριο κάθε μέρα. Το NIF, μετά την ολοκλήρωσή του το 2009, έκανε μόνο 305 τέτοιους ‘πυροβολισμούς’ στην προσπάθειά του να προκαλέσει ανάφλεξη.

Πηγή: BBC