(νεώτερη ενημέρωση 13-12-2014)
Η πυρηνική σύντηξη είναι η διαδικασία μέσω της οποίας τα άστρα, όπως ο Ήλιος μας, παράγουν ενέργεια (διαβάστε σχετικά: «Ο κύκλος σύντηξης πρωτονίου-πρωτονίου» ή «Η το Ηe, who am the only one».
Εδώ και 60 χρόνια γίνονται προσπάθειες ώστε η ενέργεια που απελευθερώνεται από ελεγχόμενη πυρηνική σύντηξη να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Ενώ στους υπάρχοντες πυρηνικούς αντιδραστήρες πραγματοποιείται πυρηνική σχάση κατά την οποία βαρείς πυρήνες, όπως ουράνιο ή πλουτώνιο, διασπώνται απελευθερώνοντας ενέργεια, στους αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης αντιδρούν ελαφρείς πυρήνες σχηματίζοντας βαρύτερους.
Δυο είναι τα βασικά πλεονεκτήματα της σύντηξης σε σύγκριση με την σχάση. Πρώτον, στην σύντηξη χρησιμοποιείται ως «καύσιμο» το φθηνό και άφθονο στη Γη υδρογόνο (από το νερό), και δεύτερον, δεν παράγονται μακρόβια πυρηνικά απόβλητα – γι αυτό και την αποκαλούν «καθαρή» ενέργεια.
Όμως μέχρι σήμερα η απόδοση των πειραματικών αντιδραστήρων σύντηξης, η ενέργεια που απελευθερώνεται σε σχέση με αυτή που δαπανάται, δεν είναι καθόλου ικανοποιητική.
Για αυτό κάποιοι κακεντρεχείς λένε ότι: «η σύντηξη είναι η ενέργεια του μέλλοντος, και έτσι θα παραμείνει».
Πάντως, πολλά υποσχόμενη είναι η έρευνα που πραγματοποιείται στον πειραματικό αντιδραστήρα σύντηξης ITER , ενώ πολύ μεγαλύτερες αποδόσεις υπόσχονται οι ερευνητές που αναπτύσσουν έναν αντιδραστήρα που φέρει το όνομα «Z Machine», όπως αναφέρουν σχετικά ΕΔΩ: www.washington.edu.
Τα τελευταία νέα σχετικά με την πυρηνική σύντηξη έρχονται από την χτεσινή ανακοίνωση της Lockheed Martin, σύμφωνα με την οποία ένας νέος συμπαγής αντιδραστήρας σύντηξης (CFR-Compact Fusion Reactor) μπορεί να κατασκευαστεί και να χρησιμοποιηθεί σε 10 χρόνια το πολύ από σήμερα. 
Η ομάδα των ερευνητών Skunk Works της Lockheed Martin στοχεύουν στην κατασκευή αντιδραστήρων σύντηξης μικρού μεγέθους, που θα μπορεί να χωρά σε ένα φορτηγό.
Στο βίντεο που ακολουθεί ο Thomas McGuire μας εξηγεί σχετικά με το φιλόδοξο πρόγραμμα της Lockheed:
Διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ:aviationweek.com
===================
(προσθήκη 13-12-2014)
Σχεδιάζουν μικρούς… ήλιους στη Γη
γράφει ο Κώστας Δεληγιάννης στην kathimerini.gr
Μικρούς «ήλιους» κάτω στη… Γη έχουν στα σκαριά τέσσερις εταιρείες στην άλλη πλευρά του Ατλαντικού, υποστηρίζοντας πως το αργότερο από το 2030 κι έπειτα θα εξασφαλίσουν φθηνό και άφθονο ηλεκτρικό ρεύμα, με μια μέθοδο που παράλληλα θα είναι φιλική για το περιβάλλον και τον άνθρωπο.
Γι’ αυτό τον σκοπό, κάθε εταιρεία αναπτύσσει τη δική της παραλλαγή πυρηνικής σύντηξης, δηλαδή της διαδικασίας με την οποία εκλύει ενέργεια ο Ηλιος, χρησιμοποιώντας σαν καύσιμα πυρήνες υδρογόνου οι οποίοι ενώνονται για να σχηματίσουν βαρύτερα σωματίδια.
Ενας αντιδραστήρας που θα λειτουργούσε με αυτό τον τρόπο δεν θα είχε τα προβλήματα των σημερινών πυρηνικών εργοστασίων, τα οποία βασίζονται στην αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή στη σχάση (διάσπαση) πυρήνων. Κι αυτό, γιατί κατ’ αρχάς θα ήταν εύκολο να εξασφαλισθούν γι’ αυτόν πρακτικά ανεξάντλητες ποσότητες «καυσίμων» – συνήθως δευτέριο και τρίτιο, δύο ισότοπα του υδρογόνου. Επίσης, η πιθανότητα ενός ατυχήματος θα ήταν πρακτικά αμελητέα, ενώ θα δημιουργούνταν ελάχιστα ραδιενεργά απόβλητα.
Ωστόσο, για να γίνει η ένωση των ισοτόπων, θα πρέπει να βρεθούν σε κατάσταση πλάσματος, δηλαδή σε θερμοκρασίες πάνω από 150 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, και μάλιστα σε περιορισμένο χώρο, μακριά από οποιοδήποτε υλικό. Με δεδομένο ότι για να συμβεί αυτό χρειάζεται ενέργεια, όλες οι προσπάθειες που έχουν γίνει εδώ και δεκαετίες «σκόνταψαν» στο γεγονός ότι η ενέργεια που παράγεται είναι λιγότερη από αυτή που δαπανάται. Ενα πρόβλημα που οι εν λόγω εταιρείες υποστηρίζουν πως έχουν βρει πώς να αντιμετωπίσουν, ώστε να κάνουν τη σύντηξη για πρώτη φορά πρακτικά αξιοποιήσιμη.
Η Lockheed Martin
Από αυτές, αναμφισβήτητα το πιο «ηχηρό» όνομα είναι της Lockheed Martin, ενός κολοσσού στον τομέα των οπλικών συστημάτων και πολεμικών αεροσκαφών, που τον Οκτώβριο αποκάλυψε πως ο πρωτότυπος αντιδραστήρας σύντηξης που ετοιμάζει θα είναι έτοιμος για δοκιμές σε πέντε χρόνια, ενώ σε λιγότερο από μία δεκαετία θα μπει σε μαζική παραγωγή. Την αποκάλυψη έκανε ο δρ Thomas McGuire, επικεφαλής της ομάδας ανάπτυξης από το τμήμα «Skunk Works» της Lockheed, προσθέτοντας πως ο αντιδραστήρας θα έχει τόσο μικρό μέγεθος που θα χωράει σε ένα φορτηγό.
Παρόλο που ο McGuire δεν έδωσε περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες, ανέφερε πως το πλάσμα θα συγκρατείται περιορισμένο με τη βοήθεια ισχυρών μαγνητικών πεδίων, που θα έχουν όμως μια εντελώς πρωτοποριακή διάταξη, την οποία επινόησε η ομάδα. Χάρις σε αυτήν, ο αντιδραστήρας θα έχει αρκετά μεγάλη απόδοση, αφού θα καλύπτει τις ανάγκες σε ρεύμα έως και 80.000 νοικοκυριών, με μόλις 25 κιλά «καύσιμα» τον χρόνο.
Σε αντίθεση με τη Lockheed, που έως τώρα έχει βασισθεί αποκλειστικά σε δικά της κεφάλαια, η επίσης αμερικανική Helion Energy έχει χρηματοδοτηθεί με 1,5 εκατ. δολάρια από ιδιώτες και με 7 εκατ. δολάρια από τη ΝΑSΑ, το υπουργείο Ενέργειας και το υπουργείο Αμυνας των ΗΠΑ. Διαφορετική επίσης είναι και η μέθοδος που αναπτύσσει, αφού σε αυτήν την περίπτωση δύο σταθερά «δαχτυλίδια» πλάσματος, που θα σχηματίζονται στα δύο άκρα του αντιδραστήρα, θα συγκρούονται μεταξύ τους με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Το αποτέλεσμα είναι, εκτός από ενέργεια, να παράγεται επίσης ως παραπροϊόν ένα ισότοπο του Ηλίου, το οποίο θα μπορεί να αξιοποιηθεί ως καύσιμο.
Η Helion Energy υπολογίζει πως η 50 MW πιλοτική της μονάδα θα είναι έτοιμη για τα πρώτα τεστ το 2019. Ενα χρόνο αργότερα, θα ξεκινήσει δοκιμές με τον δικό της πρωτότυπο αντιδραστήρα η αμερικανική Lawrenceville Plasma Physics, ο οποίος θα έχει ισχύ 5 MW. Στον αντιδραστήρα, ηλεκτρικοί παλμοί θα δημιουργούν νηματίδια πλάσματος, τα οποία στη συνέχεια θα ενώνονται σε μεγαλύτερες δομές που, λόγω φυσικών ασταθειών, θα αυξάνεται κατακόρυφα η θερμοκρασία τους, ώστε να πυροδοτείται η αντίδραση.
Από την άλλη πλευρά, στον αντιδραστήρα της καναδικής General Fusion θα περιστρέφεται υγρό μέταλλο, σχηματίζοντας έτσι μια κατακόρυφη δίνη, με το πλάσμα να καταλαμβάνει το κέντρο της. Πιστόνια περιμετρικά του μετάλλου θα δημιουργούν ένα ομοιόμορφο ωστικό κύμα, προκαλώντας έτσι την κατάρρευσή του προς το εσωτερικό και την έναρξη της σύντηξης. Σύμφωνα με την General Fusion, ο συγκεκριμένος τρόπος λειτουργίας θα έχει ως συνέπεια ο αντιδραστήρας να είναι αρκετά οικονομικός στην κατασκευή του, με την εμπορική του εκδοχή να κάνει πρεμιέρα το 2020.
Ειδικοί αμφισβητούν ότι μπορεί να γίνει πραγματικότητα σύντομα
Τους τελευταίους μήνες, αρκετά επιστημονικά περιοδικά έχουν ασχοληθεί με τις εταιρείες που διακηρύσσουν ότι βρίσκονται ένα βήμα πριν λύσουν -με τη βοήθεια της πυρηνικής σύντηξης- το ενεργειακό πρόβλημα του πλανήτη. Ενδεικτικό είναι το δημοσίευμα του περιοδικού Science τον περασμένο Ιούλιο, το οποίο μιλάει για μια «έκρηξη» εντελώς νέων προσεγγίσεων στα πρακτικά προβλήματα της σύντηξης.
Σύμφωνα με το άρθρο, κοινός παρονομαστής όλων των προσπαθειών είναι η πεποίθηση πως η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω πυρηνικής σύντηξης μπορεί να γίνει πραγματικότητα γρήγορα και οικονομικά. Ετσι, βρίσκονται στον αντίποδα των δύο βασικότερων και πολυδάπανων πρότζεκτ που έχουν σχεδιασθεί γι’ αυτό τον σκοπό, από τα οποία οποιαδήποτε αξιοποιήσιμα αποτελέσματα θα προκύψουν αρκετά αργότερα. Ενα από αυτά τα πρότζεκτ είναι ο αντιδραστήρας ITER στη Γαλλία, που θα είναι έτοιμος για πειράματα το 2027 και θα κοστίσει 20 δισ. δολάρια. Η δεύτερη εγκατάσταση, το Εθνικό Κέντρο Ανάφλεξης που βρίσκεται ήδη σε λειτουργία στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια, κόστισε 3,5 δισ. δολάρια.
Πάντως, οι περισσότεροι ειδικοί αμφισβητούν το κατά πόσο αυτές οι εταιρείες θα πετύχουν τον στόχο τους. «Αν και θα ήταν εξαιρετικό να τα καταφέρουν, νομίζω ότι παρουσιάζουν τις λύσεις τους πολύ πιο άμεσα υλοποιήσιμες και οικονομικές απ’ ό,τι είναι στην πραγματικότητα», δήλωνε στο Science ο Stewart Prager, από το Πανεπιστήμιο του Princeton. Παρά το «ειδικό βάρος» της εταιρείας, με ανάλογες αμφιβολίες αντιμετωπίζονται και τα σχέδια της Lockheed, όπως για παράδειγμα το ότι μπορεί όντως να κατασκευασθεί ένας πυρηνικός αντιδραστήρας με διαστάσεις λίγων μόλις μέτρων. «Η εκτίμησή μου είναι πως η σύντηξη δεν πρόκειται να λειτουργήσει με αυτό τον τρόπο», ανέφερε χαρακτηριστικά τον Νοέμβριο στο BBC ο καθηγητής Steve Cowley από το Imperial College του Λονδίνου.
Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
physicsgg 
Σχολιάστε