The Nuclear Fusion Breakthrough In Context

Τον περασμένο μήνα η Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore (LLNL) στην Καλιφόρνια ανακοίνωσε μια σημαντική ανακάλυψη στην έρευνα για την πυρηνική σύντηξη. Από τότε, αρκετοί άνθρωποι με έχουν ρωτήσει τι σημαίνει πραγματικά αυτή η ανακάλυψη.

Αρχικά, ας συζητήσουμε μερικά βασικά στοιχεία της πυρηνικής σύντηξης. Οι σημερινοί πυρηνικοί σταθμοί βασίζονται στην πυρηνική σχάση, η οποία είναι η διάσπαση ενός βαριού ισοτόπου όπως το ουράνιο-235 σε δύο μικρότερα ισότοπα. (Τα ισότοπα είναι απλώς διαφορετικές μορφές ενός στοιχείου).

Με απλά λόγια, η πυρηνική σχάση είναι σαν να εκτοξεύεις μια μικροσκοπική σφαίρα στο κέντρο του ισοτόπου, που το κάνει να γίνει ασταθές και να διασπαστεί. Όταν διασπάται, απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας (η μάζα και η ενέργεια σχετίζονται με τη διάσημη εξίσωση του Αϊνστάιν E = Mc²). Αυτή η ενέργεια μπορεί στη συνέχεια να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ωστόσο, μια από τις κύριες αντιρρήσεις για την πυρηνική σχάση είναι ότι τα υποπροϊόντα της σχάσης είναι εξαιρετικά ραδιενεργά και πολλά από αυτά είναι μακρόβια. Με άλλα λόγια, αποτελούν κίνδυνο για τη ζωή εάν δεν αντιμετωπιστούν σωστά. Αυτά τα ραδιενεργά υποπροϊόντα είναι ο λόγος που ορισμένοι αντιτίθενται στην πυρηνική ενέργεια.

Η πυρηνική σύντηξη, η οποία είναι η πηγή της δύναμης για αστέρια όπως ο ήλιος μας, είναι διαφορετική. Με τη σύντηξη, αναγκάζετε μικρότερα ισότοπα να σχηματίσουν μεγαλύτερα ισότοπα. Συνήθως αυτό περιλαμβάνει το συνδυασμό ισοτόπων υδρογόνου - του μικρότερου στοιχείου - για να σχηματιστεί ήλιο. Αυτή η αντίδραση απελευθερώνει ακόμη περισσότερη ενέργεια από την αντίδραση σχάσης, αλλά το πιο σημαντικό είναι ότι δεν παράγει μακροπρόθεσμα ραδιενεργά υποπροϊόντα. Γι' αυτό η πυρηνική σύντηξη αποκαλείται συχνά το «ιερό δισκοπότηρο» της παραγωγής ενέργειας.

Ποιο ειναι το πρόβλημα? Αυτά τα μικρά ισότοπα υδρογόνου είναι εξαιρετικά ανθεκτικά στη σύντηξη. Χρειάζεται τρομερή πίεση και υψηλές θερμοκρασίες (όπως υπάρχουν στον ήλιο) για να αναγκαστούν να συγχωνευτούν. Αυτό είναι πολύ διαφορετικό από την πυρηνική σχάση, η οποία λαμβάνει χώρα σχετικά εύκολα. Έτσι, αν και η σύντηξη μπορεί να επιτευχθεί στα πυρηνικά όπλα, οι ερευνητές έχουν περάσει δεκαετίες προσπαθώντας να δημιουργήσουν μια ελεγχόμενη αντίδραση σύντηξης που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας.

Με τα χρόνια, έχουν ανακοινωθεί πολλές «ανακαλύψεις». Αυτό που ανακοινώθηκε τον περασμένο μήνα ήταν ότι για πρώτη φορά, οι επιστήμονες πήραν περισσότερη ενέργεια από τη διαδικασία σύντηξης από ό,τι έπρεπε να καταβάλουν.

Έτσι, αυτό σηματοδοτεί μια σημαντική ανακάλυψη. Αλλά πόσο κοντά είμαστε στην ανάπτυξη εμπορικών αντιδραστήρων σύντηξης;

Εδώ είναι μια αναλογία που έχω χρησιμοποιήσει για να το βάλω στο πλαίσιο. Υπήρχαν πολλά ορόσημα στο δρόμο προς τα εμπορικά αεροπορικά ταξίδια. Οι αδελφοί Ράιτ πέταξαν την πρώτη επιτυχημένη πτήση με κινητήρα στην ιστορία τον Δεκέμβριο του 1903. Θα περνούσαν άλλα 16 χρόνια πριν από την πρώτη υπερατλαντική πτήση. Όμως, το πρώτο ευρέως επιτυχημένο εμπορικό αεροσκάφος, το Boeing 707 δεν θα παρουσιαζόταν παρά το 1958.

Το μακροχρόνιο αστείο ήταν πάντα ότι η εμπορική πυρηνική σύντηξη απέχει 30 χρόνια. Στην πραγματικότητα, αυτό απλώς σημαίνει ότι δεν μπορούμε ακόμα να δούμε την πλήρη διαδρομή για να φτάσουμε εκεί. Η πρόσφατη ανακάλυψη αποτελεί σίγουρα ένα ορόσημο στην πορεία προς την εμπορική πυρηνική σύντηξη. Αλλά μπορεί να απέχουμε ακόμη 30 χρόνια από το να δούμε την εμπορική υλοποίηση της πυρηνικής σύντηξης.