Πυρηνική σύντηξη: η μεγάλη ελπίδα για άφθονη, καθαρή ενέργεια στο μέλλον

0
155

Περιβάλλον Ενέργεια Οικολογία:

Εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και πυρηνικά απόβλητα είναι δύο από τα προβλήματα που συνδέονται με τις πλέον διαδεδομένες ενεργειακές τεχνολογίες, την εσωτερική καύση ορυκτών καυσίμων και τη σχάση του πυρήνα του ατόμου.

Ως μεγάλη ελπίδα για την παραγωγή άφθονης ενέργειας, δίχως εκπομπές ρύπων και ελάχιστα έως μηδενικά απόβλητα προβάλλει η ενέργεια σύντηξης.

Μέχρι σήμερα, η πυρηνική σύντηξη*1 είχε επιτευχθεί στο εργαστήριο και μικρό χρονικό διάστημα. Πλέον, επιστήμονες σε διάφορες χώρες πλησιάζουν στην επίτευξη βιώσιμης σύντηξης, γεγονός που θα σημάνει την έναρξη εμπορικής εκμετάλλευσης της τεχνολογίας.

Με αυτή την προοπτική 70 κορυφαίοι επιστήμονες και μηχανικοί απ’ όλο τον κόσμο συναντώνται στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες (UCLA) από τις 15 έως τις 18 Οκτωβρίου.

Το συνέδριο τελεί υπό την αιγίδα του Διεθνούς Οργανισμού Ατομικής Ενέργειας (International Atomic Energy Agency-IAEA) και θα ασχοληθεί με τις επιστημονικές και τεχνολογικές προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι χώρες που αναπτύσσουν τη σύντηξη ως πηγή καθαρής και άφθονης ενέργειας για ηλεκτροπαραγωγή.

Η συνάντηση του IAEA λαμβάνει χώρα τη στιγμή που δρομολογείται η κατασκευή του ITER, μιας γιγάντιας πειραματικής μονάδας στη νότια Γαλλία, από την Ευρωπαϊκή Ένωση, τις ΗΠΑ και πέντε ακόμα χώρες. Σύμφωνα με τον αρχικό σχεδιασμό, το ITER θα μπορεί να παράγει 500 εκατομμύρια Βατ ενέργειας σύντηξης σε διάστημα 500 δευτερολέπτων έως τα τέλη της δεκαετίας του 2020.

Προγράμματα πυρηνικής σύντηξης αναπτύσσουν αυτόνομα διάφορες χώρες (Κορέα, Ρωσία, Ινδία, Κίνα) ανάλογα με τον επείγοντα χαρακτήρα των ενεργειακών τους αναγκών.

Η συνάντηση στο UCLΑ αποσκοπεί στην ανταλλαγή εμπειριών και τεχνογνωσίας, αλλά κυρίως στον συντονισμό των ενεργειών σε παγκόσμιο επίπεδο.

Αυτή τη στιγμή ως βασική επιλογή για την ανάπτυξη της ενέργειας σύντηξης προβάλλει η τεχνολογία με τη διεθνή ονομασία Τόκαμακ*2.

Πρόκειται για την ειδική τεχνολογική διάταξη θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα, μορφής δακτυλιοειδούς θαλάμου που χρησιμοποιείται στην έρευνα θερμοπυρηνικής ενέργειας. Εφευρέθηκε από Ρώσους φυσικούς στη δεκαετία του 1960 και από το 1968 και μετά άρχισε η εγκατάσταση παρόμοιων διατάξεων σε διάφορες πόλεις του κόσμου.

*1:Πυρηνική σύντηξη (συν + τήξη) ονομάζεται η συνένωση ελαφρών πυρήνων σε βαρύτερους με ταυτόχρονη απελευθέρωση ενέργειας.

Η ενέργεια που απελευθερώνεται, οφείλεται στο γεγονός ότι η ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο στα προϊόντα της σύντηξης, είναι μικρότερη από το άθροισμα των ενεργειών σύνδεσης που χαρακτηρίζει κάθε αντιδρόν συστατικό της σύντηξης (μέχρι του σχηματισμό του σιδήρου. Κατά την παραγωγή βαρύτερων πυρήνων υπάρχει ενεργειακό έλλειμμα).

Οπότε με τη δημιουργία των προϊόντων στη διαδικασία της σύντηξης, υπάρχει ένα «περίσσευμα» ενέργειας, που οφείλεται στη διαφορά των ενεργειών σύνδεσης και αυτή απελευθερώνεται στο περιβάλλον με μορφή κινητικής ενέργειας στα παραπροϊόντα (πχ σωματίδια β ή νετρίνα ηλεκτρονίου) και με τη μορφή ακτινοβολίας γάμμα.

Πυρηνική σύντηξη μπορούν να δημιουργήσουν μόνον ελαφρά στοιχεία, όπως τα ισότοπα του υδρογόνου. Με την θέρμανση αερίου υδρογόνου σε υψηλές θερμοκρασίες, προκαλούνται συγκρούσεις των πυρήνων των ατόμων του υδρογόνου, τόσο ορμητικές και βίαιες που τελικά αυτοί συνενώνονται δημιουργώντας σταδιακά, πυρήνες ενός άλλου στοιχείου (μεταστοιχείωση), του ηλίου, εκλύοντας ταυτόχρονα θερμική ενέργεια.

*2: Το όνομα Τόκαμακ είναι αρκτικόλεξο από την πλήρη ρωσική ονομασία του ΤΟροϊντάλναγια ΚAμερα ς ΜΑγνίτνιμι Κατούσκαμι (= δακτυλιοειδής θάλαμος με μαγνητικά πεδία).

econews, wikipedia

Σχόλια