Η κούρσα για την επίτευξη καθαρής, ανεξάντλητης και ασφαλούς ενέργειας μέσω της πυρηνικής σύντηξης συνεχίζεται με αμείωτο ρυθμό, και οι ΗΠΑ πέτυχαν ένα ακόμη σημαντικό ορόσημο. Ερευνητές του National Ignition Facility (NIF), που εδρεύει στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια, ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να παράγουν 8,6 megajoules ενέργειας σε μια πρόσφατη πειραματική δοκιμή, βελτιώνοντας αισθητά τα προηγούμενα αποτελέσματα.
Η τεχνική που χρησιμοποιεί το NIF ονομάζεται αδρανειακή σύντηξη (inertial confinement fusion) και βασίζεται σε ένα εντυπωσιακό τεχνολογικό σύστημα. Συγκεκριμένα, 192 πανίσχυρα lasers εστιάζουν την ενέργειά τους σε μια μικροσκοπική κάψουλα που περιέχει ισότοπα υδρογόνου (δευτέριο και τρίτιο) τα οποία περικλείονται σε μια χρυσή κάψουλα γνωστή ως hohlraum. Η διαδικασία αυτή προκαλεί ακραία συμπίεση του καυσίμου, με αποτέλεσμα τη σύντηξη των πυρήνων και την απελευθέρωση ενέργειας.
Το πείραμα πραγματοποιείται σε έναν σφαιρικό θάλαμο διαμέτρου περίπου 10 μέτρων και σε άκρως ελεγχόμενο περιβάλλον. Παρά την πρόοδο, η τεχνολογία παραμένει σε πειραματικό στάδιο, με τα συνολικά ενεργειακά κόστη να ξεπερνούν κατά πολύ την παραγόμενη ενέργεια.
Αξίζει να σημειωθεί ότι σε πείραμα του 2022, απαιτήθηκαν 300 megajoules για την τροφοδοσία του συστήματος laser, ενώ η παραγόμενη ενέργεια ήταν μόλις 3,15 megajoules. Παρότι στα πρόσφατα τεστ χρησιμοποιήθηκαν λέιζερ μικρότερης ισχύος (2,05 megajoules), η ενεργειακή απόδοση αυξήθηκε σημαντικά, αγγίζοντας πρώτα τα 5,2 και στη συνέχεια τα 8,6 megajoules.
Ωστόσο, ακόμη και αυτά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα δεν αρκούν για την εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας, καθώς το συνολικό ενεργειακό αποτύπωμα του συστήματος παραμένει ασύμφορο. Το ερώτημα παραμένει κατά πόσο μπορεί να επιτευχθεί θετικό καθαρό ενεργειακό ισοζύγιο σε επίπεδο λειτουργίας ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας.
Το σημείο όπου η σύντηξη παράγει περισσότερη ενέργεια από όση δίνεται στο καύσιμο, αποτελεί το μεγάλο ζητούμενο του τομέα. Το NIF επιβεβαίωσε πως η ανάφλεξη επιτεύχθηκε για έβδομη φορά στις 23 Φεβρουαρίου 2025. Αν και δεν έχει ακόμη ανακοινωθεί επίσημα, εκτιμάται ότι η πρόσφατη απόδοση των 8,6 megajoules ενδεχομένως να αποτελεί την όγδοη επιτυχία αυτού του είδους.
Η πρώτη επιτυχία στον τομέα σημειώθηκε το 2022, όταν επιτεύχθηκε για πρώτη φορά θετικό ενεργειακό ισοζύγιο στο επίπεδο του στόχου, ανοίγοντας τον δρόμο για μια νέα φάση πειραματικής έρευνας. Η επαναληψιμότητα τέτοιων αποτελεσμάτων αποτελεί κρίσιμη προϋπόθεση για τη μελλοντική αξιοπιστία της τεχνολογίας.
Το NIF δεν έχει σχεδιαστεί για συνεχή παραγωγή ενέργειας, αλλά αποτελεί κομβικό ερευνητικό εργαλείογ ια την κατανόηση των φυσικών φαινομένων που διέπουν τη σύντηξη. Η πρόοδος στον συγκεκριμένο τομέα συνοδεύεται από παράλληλες προσπάθειες, όπως το πείραμα ITER στη Γαλλία, το οποίο βασίζεται στη μαγνητική συγκράτηση πλάσματος (magnetic confinement fusion) και ακολουθεί διαφορετική μεθοδολογία.
Οι ερευνητές του Lawrence Livermore έχουν ήδη ανακοινώσει ότι νέα πειράματα με ισχυρότερους παλμούς laser προγραμματίζονται για τους επόμενους μήνες, με στόχο τη διαρκή υπέρβαση των υφιστάμενων ορίων απόδοσης.
Παρά τις τεχνικές και οικονομικές προκλήσεις, η πυρηνική σύντηξη παραμένει το Ιερό Δισκοπότηρο της επιστήμης της ενέργειας. Μετά από περισσότερες από έξι δεκαετίες ερευνών, η προοπτική μιας καθαρής, ασφαλούς και σχεδόν ανεξάντλητης ενεργειακής πηγής διατηρεί αμείωτο το επιστημονικό και πολιτικό ενδιαφέρον.
Η νέα επιτυχία του NIF αποτελεί ένα ακόμη βήμα προς αυτή την κατεύθυνση, έστω και αν η εμπορική εκμετάλλευση παραμένει μακρινός στόχος. Οι ερευνητές δηλώνουν αισιόδοξοι, αλλά ταυτόχρονα συνειδητοποιούν ότι απαιτείται ακόμα συντονισμένη προσπάθεια, τεχνολογική καινοτομία και πολιτική βούληση για να περάσει η σύντηξη από το εργαστήριο στην καθημερινή ζωή.
[via]
