Τετάρτη, 21 Μαρτίου 2012

Παραγωγή ενέργειας από πυρηνική σύντηξη

Η πυρηνική σύντηξη (fusion) είναι μηχανισμός παραγωγής ενέργειας με τη συνένωση (σύντηξη) πυρήνων υδρογόνου, συγκεκριμένα των ισοτόπων δευτέριο και τρίτιο. Είναι ο τρόπος που παράγεται η ενέργεια στον ήλιο και για να επιτευχθεί η αντίδραση πρέπει να πετύχομε συνθήκες παρόμοιες με αυτές που επικρατούν στην καρδιά του ήλιου. Δηλαδή θερμοκρασία 100 εκατομμυρίων βαθμών και πίεση εκατομμυρίων ατμοσφαιρών.
Μέχρι σήμερα έχουμε πετύχει για μικρό διάστημα και με αρνητικό ισοζύγιο ενέργειας, αυτές της συνθήκες στο εργαστήριο. Η κλασσική μέθοδος που μελετάται από τη δεκαετία του 50 (τo 1958 έγινε η άρση του απορρήτου για τους επιστήμονες, ως τότε υπήρχε το στρατιωτικό απόρρητο) είναι η χρήση μαγνητικών πεδίων για τη συμπίεση και την ανάφλεξη του καυσίμου, αλλά και για τον περιορισμό του από τα τοιχώματα. Είναι η μέθοδος που θα αναπτύξει σε επίπεδο πρακτικής εφαρμογής με την κατασκευή πυρηνικού αντιδραστήρα σύντηξης η κοινοπραξία ITER, στην οποία επίσης συμμετέχει ως κυριότερος εταίρος η Ε.Ε. μαζί με τις μεγαλύτερες χώρες του κόσμου.
Η πρόταση του HiPER προτείνει διαφορετική προσέγγιση και βασίζεται σε πολύ πρόσφατες επιστημονικές μελέτες. Τη δεκαετία του 80 αποδείχτηκε η δυνατότητα σύντηξης με λέιζερ για τη συμπίεση και την αυτανάφλεξη του υδρογόνου. Το 1994 προτάθηκε η μέθοδος της ταχείας ανάφλεξης. Σήμερα πρόκειται να χρησιμοποιηθούν δύο διαφορετικοί τύποι laser, ένας για τη συμπίεση και ένας για την ταχεία  ανάφλεξη του υδρογόνου. Κάτι ανάλογο με τις μηχανές εσωτερικής καύσης.
 Η συστοιχία των laser που θα χρησιμοποιηθούν συνολικά, έχουν ισχύ 10 000 φορές μεγαλύτερη από τη συνολική ισχύ του ηλεκτρικού δικτύου της Μεγάλης Βρετανίας! Η ισχύς αυτή θα εστιαστεί σε ένα μέγεθος καυσίμου μικρότερο από ένα κυβικό χιλιοστό για ένα ελάχιστο κλάσμα του δευτερολέπτου. Απαιτείται δυνατότητα επανάληψης του παλμού 5 φορές το δευτερόλεπτο, όταν τα σημερινά λέιζερ χρειάζονται μερικά λεπτά για να επαναφορτιστούν. Αυτά τα λέιζερ δεν υπάρχουν σήμερα. Είναι τα λέιζερ της επόμενης γενιάς. Αναμένεται να κατασκευαστούν και να λειτουργήσουν κατά την α΄ φάση του έργου.
Σήμερα παράγομε ενέργεια στους πυρηνικούς αντιδραστήρες με ελεγχόμενη πυρηνική σχάση (fission), δηλαδή με διάσπαση μεγάλων πυρήνων, π.χ. ισοτόπων ουρανίου.
Σε αντίθεση με την σχάση, η σύντηξη έχει σημαντικά πλεονεκτήματα:
  • Ανεξάντλητα καύσιμα, άρα ανεξάντλητα αποθέματα ενέργειας γιατί χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη το νερό, και το θαλασσινό. Σε ένα κυβικό χιλιόμετρο θαλασσινού νερού, υπάρχει ενέργεια ισοδύναμη με τα παγκόσμια αποθέματα πετρελαίου!
  • Δεν έχει ως παραπροϊόντα μακρόβια ραδιενεργά ισότοπα.                              
  • Δεν επιβαρύνει την ατμόσφαιρα με προϊόντα καύσης όπως το διοξείδιο του άνθρακα, και συνεπως είναι η λύση για το φαινόμενο του θερμοκηπίου και τις απειλούμενες κλιματικές αλαγές.
  • Δεν υπάρχει κίνδυνος πυρηνικού ατυχήματος γιατί η αντίδραση είναι ασταθής και σταματά αν παρουσιαστεί πρόβλημα. Επίσης χρησιμοποιείται πολύ μικρή ποσότητα καυσίμου σε δεδομένη χρονική στιγμή

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου