Σύντηξη μύθοι και αλήθειες

Πολλά έχουν γραφτεί για την Πυρηνική σύντηξη, πολλοί επιστήμονες τη θεωρούν ως την σωτηρία της ανθρωπότητας, που θα μπορέσει να μας τροφοδοτήσει με άφθονη, φτηνή και καθαρή ενέργεια. Είναι έτσι όμως..!!??? Αν ναι γιατί τότε δεν έχουν επικεντρωθεί όλες οι προσπάθειες τις επιστημονικής κοινότητας εκεί...??

Ας δούμε αρχικά μερικά βασικά πράγματα για την Πυρηνική σύντηξη.

Πυρηνική σύντηξη ονομάζεται η συνένωση ελαφρών πυρήνων σε βαρύτερους με ταυτόχρονη απελευθέρωση ενέργειας. Η ενέργεια αυτή προέρχεται από τη διαφορά των ενεργειών σύνδεσης , δηλαδή το τελικό προϊόν της σύνδεσης, χρειάζεται λιγότερη ενέργεια για να σταθεροποιηθεί, από ότι τα αντιδρώντα του, κατά συνέπεια δημιουργείτε ένα πλεόνασμα ενέργειας το οποίο απελευθερώνεται στο περιβάλλον με μορφή κινητικής ενέργειας στα παραπροϊόντα(ακτινοβολία γ, σωματίδια β...).

Δεν μπορούμε όμως να πάρουμε ενέργεια συντήκοντας όποιο σωματίδιο θέλουμε, για παράδειγμα κατά το σχηματισμό σιδήρου έχουμε έλλειμμα ενέργειας. Πυρηνική σύντηξη μπορούν να δημιουργήσουν μόνον ελαφρά στοιχεία, όπως τα ισότοπα του υδρογόνου. Πρέπει να πούμε στο σημείο αυτό για όσους δεν το γνωρίζουν ότι η σύντηξη δεν είναι μία ανθρώπινη εφεύρεση. Κάθε άστρο(όπως ο ήλιος μας), παράγει την ενέργεια του κάνοντας σύντηξη, κατά τη πρώτη φάση της ζωής τους τα άστρα συντήκουν πυρήνες υδρογόνου, ενώ στη συνέχεια ήλιο, δημιουργώντας βαρύτερα στοιχεία που στη συνέχεια εκτοξεύουν στο διάστημα μέσα από καινοφανείς εκρήξεις(supernova) στο τέλος της ζωής τους. Όλα γύρω μας προέρχονται από στοιχεία που δημιουργήθηκαν στους πύρινες αστέρων, μέσω αυτής της διαδικασίας.

Πως σκοπεύουμε να κάνουμε κάτι που κάνουν τα άστρα.

Αρχικά πρέπει να θερμάνουμε ένα αέριο από ισότοπα(πλάσμα), σε μία.....ΥΨΗΛΗ θερμοκρασία...Πόσο? ..περίπου 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Θα πείτε και με το δίκιο σας... στον ήλιο δεν υπάρχουν τόσο υψηλές θερμοκρασίες..ναι αλλά. στον Ήλιο υπάρχουν τεράστιες πιέσεις που δεν μπορούμε να δημιουργήσουμε στη ΓΗ. Το βασικό πρόβλημα λοιπόν είναι αρχικά πώς φτάνουμε σε αυτές στις θερμοκρασίες και δεύτερον πού κάνουμε τη σύντηξη αφού δεν υπάρχει υλικό πάνω στο γνωστό σύμπαν που να αντέχει αυτές τις θερμοκρασίες Ποία μηχανή είναι τόσο ισχυρή ώστε να μην λιώσει. Και όμως υπάρχει..... είναι μία μηχανή που δεν έχει υλικό για τοίχωμα ...αλλά έχει τοίχωμα και μάλιστα όσο δυνατό θέλουμε και με όποιο σχήμα θέλουμε, όχι δεν κάνουμε πλάκα...Πρόκειται για ένα μηχάνημα που παράγει πολύ δυνατά μαγνητικά πεδία τα οποία συγκρατούν το υπερθερμασμένο αέριο ώστε να μην έρθει κοντά σε κανένα υλικό. Η εικόνα παρακάτω δείχνει ένα τέτοιο μηχάνημα.

Σε ποιο σημείο βρίσκονται οι έρευνες...

Ποιο μπροστά από όσο νομίζετε... Η πρώτη τεχνητή σύντηξη είναι η βόμβα υδρογόνου, που όμως εκτός από καταστρεπτικές συνέπειες δεν παράγει χρήσιμη ενέργεια γιατί είναι μη ελεγχόμενη. Ο πρώτος αντιδραστήρας σύντηξης κατασκευάστηκε το 1968 στην πρώην Σοβιετική Ένωση. Ονομάστηκε Τόκαμακ (Tokamak) κι έμοιαζε με χοντρή ατσάλινη σαμπρέλα. Από τότε δεκάδες άλλοι έχουν φτιαχτεί ...όλοι όμως απέτυχαν να είναι εμπορικά βιώσιμοι...δηλαδή, η ενέργεια που κατανάλωναν ήταν μεγαλύτερη από αυτή που παρήγαγαν...ή ήταν υπερβολικά ακριβοί να κατασκευαστούν

Στις μέρες μας πρωτοπόρο ίδρυμα είναι το Εργαστήριο Λόρενς Λίβερμορ, στην Καλιφόρνια, και το γαλλικό πρόγραμμα Laser Megajoule, στην Ευρώπη. Στους σύγχρονους αντιδραστήρες όπως υπάρχουν ΗΔΗ στα σχέδια το δευτέριο και το τρίτιο βρίσκονται μέσα σε μια κάψουλα και βομβαρδίζονται ακατάπαυστα από μια δέσμη επιταχυνόμενων σωματιδίων ή από μια δέσμη ακτίνων λέιζερ. Μέσα σε κλάσματα δευτερολέπτου η πυκνότητα του υλικού στην κάψουλα αυξάνεται κατά 10.000 φορές, επιτρέποντας την ανάφλεξη του υλικού και τη σύντηξη των πυρήνων. Η Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας ανακοίνωσε ότι ο αντιδραστήρας θα είναι σε θέση να παραγάγει ισχύ 500 μεγαβάτ για μερικές εκατοντάδες δευτερόλεπτα Δυστυχώς το κόστος ανέρχεται σε πολλά δισεκατομμύρια ευρό που οι αρμόδιοι δεν διατίθενται να ξοδέψουν εν μέσω οικονομική κρίσης.

Αν ποτέ όμως ολοκληρωθεί το έργο θα έχουμε τεράστιες ποσότητες πεντακάθαρης ενέργειας, και πολύ ασφαλή. Ένας αντιδραστήρας σύντηξης δεν μπορεί να υποστεί τήξη. Η ποσότητα καύσιμου υλικού είναι τόσο μικρή, ώστε σύντομα εξαντλείται. Επιπλέον η αντίδραση σύντηξης είναι τόσο δύσκολο να συντηρηθεί, ώστε οποιαδήποτε βλάβη ή ατύχημα στον αντιδραστήρα θα τη σταματούσε ακαριαία.