Νέο ρεκόρ πυρηνικής σύντηξης ανοίγει τον δρόμο για πρακτικές εφαρμογές της καθαρής ενέργειας

Το Εργαστήριο Φυσικής Πλάσματος του Princeton (PPPL) σημείωσε ένα νέο ρεκόρ αντοχής αντιδραστήρα σύντηξης, το οποίο θα μπορούσε να ανοίξει την πόρτα στην πρακτική ενέργεια σύντηξης σε εμπορική κλίμακα. Χρησιμοποιώντας επένδυση βολφραμίου, ο αντιδραστήρας WEST διατήρησε μια αντίδραση για έξι λεπτά.

Οι αντιδράσεις σύντηξης μπορεί να τροφοδοτούν τον Ήλιο και να καθιστούν δυνατή τη ζωή στη Γη, αλλά η αντιγραφή αυτής της διαδικασίας στον πλανήτη μας παρουσιάζει αρκετά ζητήματα στην παρούσα φάση. Από τη μία πλευρά, η σύντηξη μπορεί να πυροδοτηθεί άμεσα στην καρδιά μιας βόμβας υδρογόνου με αρκετή ενέργεια που απελευθερώνεται για να ανατινάξει μια πόλη από τον χάρτη. Από την άλλη πλευρά, η σύντηξη μπορεί να προκληθεί σε επίπεδο εργαστηρίου με πολύ χαμηλές αποδόσεις ενέργειας.

Το δύσκολο μέρος είναι να δημιουργηθεί ένας αντιδραστήρας που θα μπορεί να παράγει περισσότερη ενέργεια από όση λαμβάνει σε σταθερή, πρακτική, εμπορική κλίμακα. Για να γίνει αυτό, ο αντιδραστήρας δεν χρειάζεται απλώς να επιτύχει τη σύντηξη ή να το κάνει για παρατεταμένο χρονικό διάστημα. Πρέπει να είναι σε θέση να το κάνει σε αρκετά μεγάλη κλίμακα χρησιμοποιώντας μια μηχανή που να μπορεί να αντέξει όλες τις πιέσεις της αναδημιουργίας των συνθηκών στην καρδιά του Ήλιου.

Σύμφωνα με το PPPL του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, το πρόσφατο ρεκόρ που σημείωσε το W (το χημικό σύμβολο του βολφραμίου) Environment in Steady-state Tokamak (WEST) για τη διατήρηση μιας αντίδρασης για έξι λεπτά μετά από έγχυση 1,15 gigajoules ισχύος σταθερής θερμοκρασίας κεντρικού ηλεκτρονίου 4 keV δεν αποτελεί απόλυτο ρεκόρ.Υπάρχουν και άλλα tokamak που έχουν σημειώσει καλύτερα αποτελέσματα, απλά το WEST κερδίζει σε επίπεδο πρακτικότητας.

Το WEST βρίσκεται στο κέντρο πυρηνικών ερευνών Cadarache, Bouches-du-Rhône στην Προβηγκία της Γαλλίας και είναι μια αναδιαμορφωμένη έκδοση του tokamak Tore Supra. Κατά τη διάρκεια της εξάλεπτης λειτουργίας, το πλάσμα που αιωρείται μέσα στα υπερδύναμα μαγνητικά πεδία του αντιδραστήρα έφτασε σε θερμοκρασία 50 εκατομμυρίων ºC και πέτυχε 15% περισσότερη ενέργεια με διπλάσια πυκνότητα πλάσματος.

Αλλά το πραγματικό εντυπωσιακό ήταν ότι αυτό έγινε με έναν θάλαμο tokamak επενδεδυμένο με βολφράμιο. Οι προηγούμενες εκδόσεις χρησιμοποιούσαν επένδυση από γραφίτη, η οποία πέτυχε καλύτερες επιδόσεις. Όμως ο γραφίτης τείνει να απορροφά το καύσιμο μέσα του, κάτι που είναι ανεπιθύμητο σε έναν εμπορικό αντιδραστήρα. Το βολφράμιο έχει πολύ χαμηλότερο ποσοστό αυτού του φαινομένου, γεγονός που το καθιστά πιο πρακτικό και επιθυμητό. Ωστόσο, τα άτομα βολφραμίου μπορούν επίσης να εισέλθουν στο πλάσμα, ψύχοντάς το γρήγορα.

Το PPPL ισχυρίζεται ότι το WEST απέχει πολύ από έναν πρακτικό αντιδραστήρα, αλλά είναι ένα σημαντικό βήμα, καθώς το εργαστήριο εξετάζει πώς να βελτιώσει το βολφράμιο.

«Το περιβάλλον με το τοίχωμα βολφραμίου είναι πολύ πιο δύσκολο από ό,τι η χρήση άνθρακα», δήλωσε ο Delgado-Aparicio, επικεφαλής προηγμένων έργων του PPPL. «Αυτό είναι, απλά, η διαφορά μεταξύ της προσπάθειας να πιάσετε το γατάκι σας στο σπίτι και της προσπάθειας να χαϊδέψετε το πιο άγριο λιοντάρι».

[via]