Ο θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας «Τεχνητός Ήλιος» της Κίνας άναψε προχθες φτάνοντας τους 160 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου!

Η Κινα απο τον προηγουμενο Δεκεμβρη του 2020 εχει θεσει σε λειτουργια εναν πειραματικο θερμοπυρηνικο αντιδραστηρα πυρηνικης συντηξης, ονοματι HL-2M Tokamak ή οπως λεγεται αδοκιμως «Τεχνητος Ήλιος», με στοχο βεβαια την μελετη και αποκτηση τεχνογνωσιας ως προς την επιτευξη καθαρης ενεργειας μεσω πυρηνικης συντηξης, στα πλαισια του διεθνους προγραμματος ITER.

Η πυρηνικη συντηξη που συμβαινει και στον ηλιο για την παραγωγη των τεραστιων ποσοτητων ενεργειας του, ειναι το αντιθετο της πυρηνικης σχασης η οποια συντελειται στους πυρηνικους αντιδραστηρες οπου διασπωνται ασταθεις πυρηνες στοιχειων προς μικροτερους με ταυτοχρονα εκλυση τεραστιων ποσοτητων θερμοτητας καθως και ακτινοβολιας γ. Ετσι, στην πυρηνικη συντηξη διάφοροι ελαφρεις πυρηνες, στην προκειμενη περιπτωση δευτέριο και τρίτιο(ισοτοπα του υδρογονου), συνενωνονται προς τον σχηματισμο βαρυτερων πυρηνων με ταυτοχρονη εκλυση τεραστιων ποσοτητων θερμοτητας, πολλες φορες μεγαλυτερων ομως απο την πυρηνικη σχαση.
Τα πλεονεκτηματα βεβαια της πυρηνικης συντηξης εναντι της πυρηνικης σχασης ειναι οτι ειναι καταρχην πολυ πιο αποδοτικη οπως ειπαμε, προκαλει πολυ πολυ λιγοτερα ραδιενεργα αποβλητα, μπορει να ελεγχθει πολυ πιο ευκολα και ειναι πολυ πιο ασφαλης, ενω και οι φυσικοι ποροι που απαιτουνται ειναι απειρως ευκολοτεροι να βρεθουν σε αντιθεση με τα πιο σπανια ραδιενεργα στοιχεια που χρειαζονται στην πυρηνικη σχαση.

Για να συμβει και να αρχισει η διαδικασια της πυρηνικης συντηξης ομως, χρειαζονται θερμοκρασιες πολλων εκατομμυριων βαθμων Κελσιου που να διατηρηθουν κιολας. Επιπροσθετως το αεριο πλασματος που δημιουργειται εχει επισης τεραστιες θερμοκρασιες και για την συγκρατηση του μεσα σε ελεγχομενο χωρο μακρυα απο τα τοιχωματα του δοχειου που το περιεχει(οπου μια επαφη με αυτο θα το ψυξει και θα χαλασει την διαδικασια συντηξης) απαιτειται η δημιουργια ενος ισχυροτατου μαγνητικου πεδιου που για να παραχθει ξοδευονται τεραστια ποσά ενεργειας. Και εδω ειναι το ολο προβλημα, το οτι εως τωρα τα ποσά ενεργειας που ξοδευαμε για να ελεγξουμε το καυτο αεριο πλασμα της συντηξης ηταν μεγαλυτερα απο τα ποσά ενεργειας που κερδιζαμε, ενω και τις υψηλες θερμοκρασιες για την διατηρηση της συντηξης μπορουσαμε να τις συντηρησουμε για λιγα μόνο δευτερολεπτα αφου με μόνο μια μικρη διαταραχη στο πλασμα, αμεσως υφισταται ραγδαια μειωση της θερμοκρασιας και η διαδικασια της συντηξης σταματα.

Προχθες ομως στον εν λογω αντιδραστηρα επιτευχθηκε και κρατηθηκε η διαδικασια της πυρηνικης συντηξης σε θερμοκρασιες 120 εκατομμυριων βαθμων Κελσιου για 101 δευτερολεπτα, ενω η μεγιστη θερμοκρασια εφτασε τους 160 εκατομμυρια βαθμους Κελσιου για 20 δευτερολεπτα, 10 φορες περιπου περισσοτερη δηλαδη απο την θερμοκρασια στο κεντρο του Ηλιου. Επομενος στοχος να κρατηθουν αυτες οι θερμοκρασιες για 1 εβδομαδα ή και περισσοτερο. Ενω και η ενεργεια για την παραγωγη του ισχυρου μαγνητικου πεδιου ως προς την ενεργεια που παραχθηκε ηταν πολυ μικροτερη απο οτι συνηθως.

Με τον «Τεχνητό Ήλιο» λοιπον ελπιζουμε να κατανοησουμε περισσοτερο τα προβληματα στην διαδικασια της πυρηνικης συντηξης ετσι ωστε να μας επιτρεψει καποια στιγμη την πρακτικη αναπαραγωγη του φαινομενου που συμβαινει καθε δευτερολεπτο στον Ήλιο παραγοντας αυτα τα τρομερα ποσά ενεργειας και για να βοηθησει να πραγματοποιηθει το εγχειρημα του διεθνους προγραμματος ITER με συμμετοχη 35 χωρων και κοστος 22.5 δισεκατομμυριων δολαριων, που σκοπο εχει την δημιουργια του μεγαλυτερου και 1ου λειτουργικου θερμοπυρηνικου αντιδραστηρα, με τοσο της λειτουργια του εως το 2026 και την πληρη λειτουργια του ως το 2035, οπου εαν τα καταφερουμε θα απαλλαγουμε απο τα ορυκτα καυσιμα που ρυπαινουν το περιβαλλον αλλά και συμβαλουν με τις εκπομπες διοξειδιου του ανθρακα και στην κλιματικη αλλαγη.
Αξιζει να σημειωθει οτι μια αντιδραση πυρηνικης συντηξης δινει περιπου 4 εκατομμυρια φορες μεγαλυτερη ενεργεια απο μια χημικη αντιδραση καυσης οπως αυτες που χρησιμοποιουνται για καυση ορυκτων καυσιμων(καρβουνο, λιγνιτης κλπ) αλλά και του φυσικου αεριου. Για παραδειγμα για ενα εργοστασιο παραγωγης ενεργειας που δινει ισχυ 1000 MW, με την τωρινη συμβατικη καυση λιγνιτη χρειαζεται καυση 2.7 εκατομμυριων τονων λιγνιτη ετησιως, ενω για την αντιστοιχη ενεργειακη αποδοση μεσω συντηξης θελουμε μόνο 250 κιλά δευτεριου και τριτιου ετησιως.

Ο θερμοπυρηνικος αντιδραστηρας του ITER θα λειτουργει με το δευτεριο και το τριτιο, 2 ισοτοπα οπως ειπαμε του υδρογονου, τα οποια μπορουν πολυ ευκολα να εξαχθουν απο το θαλασσινο νερο. Καθε κυβικο μετρο θαλασσινου νερου περιεχει 33 γραμμαρια δευτεριου κατι που ετσι και αλλιως ηδη χρησιμοποιειται σε αμετρητες περιπτωσεις στην τεχνολογια για την παραγωγη δευτεριου. Ενω το τριτιο μπορει να προκυψει απο το λιθιο το οποιο ευκολα εξαγεται στα διάφορα πετρωματα στο εδαφος στο οποια και αφθονει, ενω βεβαια υπαρχουν τεραστιες ποσοτητες στο θαλασσινο νερο επισης. Ετσι στο ITER αναφερουν οτι οι ποσοτητες λιθιου στα πετρωματα στην γη μπορουν να προσφερουν 1000 χρονια ενεργειας παγκοσμιως μεσω της πυρηνικης συντηξης ενω οι ποσοτητες λιθιου στο θαλασσινο νερο μπορουν να καλυψουν τις παγκοσμιες αναγκες ενεργειας για 6 εκατομμυρια χρονια!!
Για αυτο το να μελετησουμε και να τιθασευσουμε την πυρηνικη συντηξη ειναι ενας τεραστιος παγκοσμιος στοχος.

Please follow and like us: