Καθαρή ενέργεια και κλιματική αλλαγή: Η ιστορική ανακάλυψη των Αμερικανών που υπόσχεται να αλλάξει τα δεδομένα

Για πρώτη φορά, επιστήμονες στις ΗΠΑ παρήγαγαν με επιτυχία μια αντίδραση πυρηνικής σύντηξης που είχε ως αποτέλεσμα καθαρή ενέργεια. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι το τελικό αποτέλεσμα ήταν ενεργειακά μεγαλύτερο από ό,τι δαπανήθηκε για την παραγωγή του. Η ανακάλυψη συζητείται ήδη ευρέως στην επιστημονική κοινότητα, καθώς θα μπορούσε να αλλάξει τα μέχρι τώρα δεδομένα στον τομέα και να συμβάλλει δραματικά  στη μείωση των επιπτώσεων της κλιματικής

αλλαγής. 

Το αποτέλεσμα του πειράματος -όπως αναφέρουν Financial Times και CNNi – συνιστά τεράστιο άλμα για την επιστημονική κοινότητα, καθώς εδώ και δεκαετίες γίνονται προσπάθειες για την απελευθέρωση άπειρης πηγής καθαρής ενέργειας που θα μπορούσε να τερματίσει κάθε εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα, αλλά και από την συμβατική πυρηνική ενέργεια. Γεγονός που σημαίνει ότι θα μπορούσε να συμβάλλει στον περιορισμό της κλιματικής αλλαγής, αλλά ακόμα και να βοηθήσει στην παροχή φθηνής ηλεκτρικής ενέργειας σε φτωχά μέρη του κόσμου.

Αξίζει να σημειωθεί ότι εδώ και χρόνια έχουν διοχετευθεί τεράστια ποσά δημόσιων και ιδιωτικών κεφαλαίων στην «κούρσα» της σύντηξης σε παγκόσμιο επίπεδο, με στόχο την τελική κατασκευή μηχανημάτων σύντηξης που θα μπορούσαν να φέρουν ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο χωρίς αποτύπωμα άνθρακα, χωρίς ραδιενεργά απόβλητα και με πολύ λιγότερους πόρους από αυτούς που απαιτούνται για την αξιοποίηση της ηλιακής και της αιολικής ενέργειας. Εύλογα λοιπόν τα αποτελέσματα των επιστημόνων του Εθνικού Εργαστηρίου Livermore της Καλιφόρνια, τα οποία – σύμφωνα με αμερικανικά ΜΜΕ – θα ανακοινωθούν από το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ σήμερα (13.12.2022) το απόγευμα (στις 17.00 ώρα Ελλάδας) αναμένονται με ανυπομονησία. 

Η αντίδραση σύντηξης στο εργαστήριο του Livermore, όπως ανέφεραν στους FT άνθρωποι με γνώση των αποτελεσμάτων, παρήγαγε περίπου 2,5 megajoules ενέργειας δηλαδή ποσοστό 120 τοις εκατό σε σχέση με τα 2,1 megajoules ενέργειας που δαπανήθηκαν για να παραχθεί απαιτηθεί. Πρόσθεσαν ωστόσο ότι τα δεδομένα βρίσκονται ακόμη υπό ανάλυση.

Δείτε βίντεο:

Καθαρή ενέργεια: Πώς γίνεται η σύντηξη

Η επιστήμη της πυρηνικής σύντηξης βασίζεται στη συνένωση δύο ατόμων με απίστευτα υψηλές ταχύτητες και στη μετατροπή της ενέργειας από αυτή την αντίδραση σε ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί να τροφοδοτήσει σπίτια και γραφεία χωρίς να εκπέμπει άνθρακα στον αέρα ή να απορρίπτει ραδιενεργά απόβλητα στο περιβάλλον.

Η πυρηνική σύντηξη συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερα άτομα συντήκονται σε ένα μεγαλύτερο, μια διαδικασία που παράγει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας ως θερμότητα. Τον περασμένο Φεβρουάριο, επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι είχαν υπερδιπλασιάσει το προηγούμενο ρεκόρ για την παραγωγή και τη διατήρηση της πυρηνικής σύντηξης. Σε ένα τεράστιο μηχάνημα σε σχήμα ντόνατ που ονομάζεται tokamak εξοπλισμένο με γιγάντιους μαγνήτες, οι επιστήμονες κατάφεραν να παράγουν μια ποσότητα ρεκόρ συνεχούς ενέργειας. Ακόμα κι έτσι, κράτησε μόνο 5 δευτερόλεπτα. Η θερμότητα που συντηρείται από τη διαδικασία σύντηξης των ατόμων μαζί κρατά το κλειδί για να βοηθήσει στην παραγωγή ενέργειας.

Δείτε βίντεο:

Στα πρότυπα του ήλιου

Οι ερευνητές προσπάθησαν για δεκαετίες να αναδημιουργήσουν την πυρηνική σύντηξη, αναπαράγοντας τη σύντηξη που τροφοδοτεί τον ήλιο. Σε αντίθεση με τις αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης, στις οποίες βαριά άτομα όπως το ουράνιο διασπώνται σε ελαφρύτερα, στις αντιδράσεις σχάσης άτομα υδρογόνου ενώνονται να σχηματίζουν βαρύτερα άτομα ηλίου.

Τα εμπόδια

Το αποτέλεσμα του πειράματος είναι ένα τεράστιο βήμα, υπάρχουν όμως αρκετά εμπόδια στο ενδεχόμενο μιας τόσο σημαντικής ανακάλυψης στον τομέα της ενέργειας.

Ένα από αυτά είναι ι ότι οι αντιδράσεις αυτές απαιτούν θερμοκρασίες άνω των 100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, πάνω από 10 φορές υψηλότερες από τη θερμοκρασία στην καρδιά του Ήλιου. «Το αποτέλεσμα αυτό απέχει πολύ από το πραγματικό θετικό ισοζύγιο ενέργειας που απαιτείται για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Μπορούμε επομένως να πούμε ότι πρόκειται για επιστημονική επιτυχία, η οποία όμως απέχει πολύ από την προσφορά ελεύθερης ενέργειας» σχολίασε στο CNN ο Τόνι Ράουλστοουν του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ στη Βρετανία.

Η παραγωγή καθαρής ενέργειας απαιτεί επίσης την εμπλοκή ενός από τα μεγαλύτερα λέιζερ στον κόσμο και οι πόροι που απαιτούνται για την αναδημιουργία της αντίδρασης στην κλίμακα που απαιτείται για να καταστεί η σύντηξη είναι τεράστιοι. Το πιο σημαντικό όμως είναι ότι οι μηχανικοί δεν έχουν ακόμη αναπτύξει μηχανήματα ικανά να μετατρέψουν οικονομικά την αντίδραση αυτή σε ηλεκτρική ενέργεια που να μπορεί πρακτικά να αναπτυχθεί στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.

Η κατασκευή συσκευών που είναι αρκετά μεγάλες ώστε να δημιουργήσουν ενέργεια σύντηξης σε κλίμακα, λένε οι επιστήμονες, θα απαιτούσε υλικά που είναι εξαιρετικά δύσκολο να παραχθούν. Ταυτόχρονα, η αντίδραση δημιουργεί νετρόνια που ασκούν τεράστια πίεση στον εξοπλισμό που τη δημιουργεί, με αποτέλεσμα να μπορεί να καταστραφεί κατά τη διαδικασία.

«Είμαστε μάρτυρες μιας ιστορικής στιγμής»

Εν αναμονή των δηλώσεων του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, η ανακάλυψη συζητείται ήδη ευρέως στην επιστημονική κοινότητα. «Για τους περισσότερους από εμάς, αυτό ήταν μόνο θέμα χρόνου», δήλωσε ένας ανώτερος επιστήμονας της σύντηξης που είναι εξοικειωμένος με τις εργασίες της Εθνικής Εγκατάστασης Ανάφλεξης στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια, όπου έγινε η ανακάλυψη

«Εάν αυτό επιβεβαιωθεί, είμαστε μάρτυρες μιας ιστορικής στιγμής», λέει χαρακτηριστικά ο Δρ Άρθουρ Τούρελ, Φυσικός του οποίου το βιβλίο The Star Builders καταγράφει την πολυετή προσπάθεια για την επίτευξη ισχύος σύντηξης. «Οι επιστήμονες έχουν αγωνιστεί να δείξουν ότι η σύντηξη μπορεί να απελευθερώσει περισσότερη ενέργεια από ό,τι χορηγείται για την παραγωγή της ήδη από τη δεκαετία του 1950 και οι ερευνητές στο Lawrence Livermore φαίνεται ότι έχουν καταφέρει οριστικά και απόλυτα αυτόν τον στόχο δεκαετιών», προσθέτει.

Με πληροφορίες από CNNi, Whashinghton Post και Financial Times

To άρθρο Καθαρή ενέργεια και κλιματική αλλαγή: Η ιστορική ανακάλυψη των Αμερικανών που υπόσχεται να αλλάξει τα δεδομένα δημοσιεύτηκε στο NewsIT .