Πυρηνική σύντηξη - Μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας

Η ενέργεια της πυρηνικής σύντηξης προσφέρει την προοπτική μιας σχεδόν ανεξάντλητης πηγή ενέργειας για τις μελλοντικές γενιές, που θα φέρει επανάσταση στον ανθρώπινο πολιτισμό.

Πολλοί επιστήμονες έχουν αφιερώσει τη ζωή τους σε αυτή την
προσπάθεια, αλλά παρουσιάζει επίσης μέχρι στιγμής ανυπέρβλητες επιστημονικές  προκλήσεις. 
Η πυρηνική σύντηξη (το αντίθετο της πυρηνικής σχάσης, η οποία χρησιμοποιείται στους σημερινούς πυρηνικούς αντιδραστήρες) είναι η μέθοδος που προσπαθεί να αναπαράγει με ελεγχόμενη διαδικασία τον τρόπο που ο Ήλιος δημιουργεί αέναα τη δική του ενέργεια και οι βόμβες υδρογόνου εκρήγνυνται. 


Αποτελεί το όνειρο των επιστημόνων εδώ και δεκαετίες αφού θα επιτρέψει την παραγωγή απεριόριστης και «καθαρής» ενέργειας. Ετσι η ανθρωπότητα θα μπορεί (θεωρητικά) να υπερκαλύπτει τις ολοένα αυξανόμενες ενεργειακές της ανάγκες με εξαιρετικά χαμηλό κόστος και χωρίς να επιβαρύνεται το περιβάλλον.


Επίκεντρο της έρευνας σε αυτόν τον τομέα είναι η εγκατάσταση NIF στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στις ΗΠΑ. Εκεί πραγματοποιούνται σχετικά πειράματα με τη χρήση πανίσχυρων λέιζερ. Στο τελευταίο πείραμα για πρώτη φορά οι ερευνητές κατάφεραν να περάσουν το λεγόμενο «κρίσιμο ορόσημο», δηλαδή να παραγάγουν περισσότερη ενέργεια από όση χρησιμοποίησαν για να πυροδοτήσουν την πυρηνική αντίδραση.

Στ0 NIF (National Ignition Facility), στην Καλιφόρνια, κόστους 3,5 δισεκατομμυρίων δολαρίων, που έχει μέγεθος ποδοσφαιρικού γηπέδου και ξεκίνησε τη λειτουργία του το 2009, 192 ισχυρές ακτίνες λέιζερ (η κάθε μια από τις οποίες ταξιδεύει με ταχύτητα περίπου 300 μέτρων σε ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου, για να συγκλίνουν όλες ταυτόχρονα στον στόχο, δημιουργώντας θερμοκρασίες και πιέσεις που μόνο στους πυρήνες των άστρων υπάρχουν) συγκλίνουν στο στόχο τους, που είναι μια κάψουλα από χρυσό. Αυτή περιβάλλει ένα μικροσκοπικό πλαστικό σφαιρίδιο διαμέτρου μόλις δύο χιλιοστών, το οποίο περιέχει το πυρηνικό καύσιμο (πλάσμα από δευτέριο και τρίτιο, δύο βαριά ισότοπα του υδρογόνου).

Η συγκεντρωμένη ενέργεια των λέιζερ αυξάνει την θερμοκρασία του στόχου έως τα 50 εκατ. βαθμούς Κελσίου και έτσι θέτει σε κίνηση τις πυρηνικές αντιδράσεις (σύντηξη των πυρήνων δευτερίου και τριτίου), με «παράπλευρο» αποτέλεσμα την παραγωγή νετρονίων και -κυρίως- έκλυση ενέργειας. Για να έχει πραγματικό όφελος η όλη διαδικασία, θα πρέπει η παραγόμενη ενέργεια να είναι όσο γίνεται μεγαλύτερη από αυτήν που χρησιμοποιείται για τα λέιζερ - και αυτό, έστω και οριακά, επιτεύχθηκε για πρώτη φορά (παρήχθησαν 15 έως 17 κιλοτζάουλ ενέργειας).

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον φυσικό Ομάρ Χαρικέιν, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", σύμφωνα με το πρακτορείο Ρόιτερ, το "Science" και το "New Scientist". Όπως είπε ο Ομάρ Χαρικέιν, «υπάρχει ακόμα πολλή δουλειά να γίνει και αρκετά προβλήματα φυσικής που πρέπει να αντιμετωπιστούν, προτού φθάσουμε στο τέρμα του δρόμου», πρόσθεσε όμως ότι «πρόκειται για μια από τις πιο υποσχόμενες ενεργειακές τεχνολογίες που θα μπορούσαν ποτέ να αναπτυχθούν».

Μια ακόμη σημαντική προσπάθεια για την επίτευξη πυρηνικής σύντηξης και την παραγωγή ανεξάντλητης, καθαρής ενέργειας είναι αυτή που υλοποιείται στον Διεθνή Πειραματικό Θερμοπυρηνικό Αντιδραστήρα (ITER), ο οποίος κατασκευάζεται στο Κανταράς της Γαλλίας. Στον κεντρικό αντιδραστήρα του ITER, μαγνητικά πεδία θα συγκρατούν μετέωρη και παγιδευμένη μια ποσότητα υδρογόνου σε ακραίες καταστάσεις θερμοκρασίας και πίεσης, αρκετής για να διατηρήσει τις αντιδράσεις σύντηξης. Τα μαγνητικά πεδία είναι σήμερα η μόνη τεχνολογία που μπορεί να κρατήσει το υπέρθερμο αέριο μακριά από τα τοιχώματα του αντιδραστήρα.  
THE CURIOSITY OF CAT