ΠΕΤΥΧΑΝ ΣΤΗΝ ΟΞΦΟΡΔΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 59 MEGAJOULES ΑΠΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΣΥΝΤΗΞΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ 5 ΔΕΥΤΕΡΟΛΕΠΤΩΝ ΜΕ ΙΣΧΥ 11 ΜΕΓΑΒΑΤ. ΤΟ ΟΝΕΙΡΟ ΓΙΑ ΑΠΕΡΙΟΡΙΣΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΣΥΝΤΗΞΗ ΠΡΟΧΩΡΕΙ. Για την επίτευξη του μακροπρόθεσμου στόχου φαίνεται πως θα απαιτηθούν αρκετές ακόμα δεκαετίες.

 

 

 

Γαλλία: ο Μακρόν έδωσε προσωρινή άδεια σε γαλλικές λιγνιτικές μονάδες για περισσότερη χρήση λόγω φόβων για ενεργειακές ελλείψεις. Η ΓΑΛΛΙΑ ΜΕ ΤΑ 60 ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΕΡΓΟΣΤΑΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ. Η ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΜΠΑΝΑΝΙΑ ΤΟΥ "ΠΡΑΣΙΝΟΥ" ΚΟΥΛΗ;

ΘΕΡΜΟΠΥΡΗΝΙΚΗ ΣΥΝΤΗΞΗ, Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ. ΞΕΚΙΝΗΣΕ ΕΠΙΣΗΜΑ ΣΤΗΝ ΓΑΛΛΙΑ ΤΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΟΤΗΤΑΣ, ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ TOKAMAK. Ο ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΣΕ ΠΛΗΡΗ ΙΣΧΥ ΤΟ 2035, ΘΑ ΤΙΘΑΣΕΥΕΙ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ 150 ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΩΝ ΒΑΘΜΩΝ ΚΕΛΣΙΟΥ, ΔΙΝΟΝΤΑΣ ΑΠΕΡΙΟΡΙΣΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.

 

Ο αντιδραστήρας πυρηνικής σύντηξης Iter, ο οποίος κατασκευάζεται στο Κανταράς της νότιας Γαλλίας.

Ομάδα επιστημόνων του Joint European Torus (JET), του μεγαλύτερου αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης στον κόσμο που βρίσκεται στην Οξφόρδη, πέτυχε την παραγωγή 59 megajoules ενέργειας σε διάστημα 5 δευτεροπλέπτων, υπερδιπλασιάζοντας το προηγούμενο ρεκόρ που χρονολογείται από το 1997, σύμφωνα με την Βρετανική Αρχή Ατομικής Ενέργειας.

Τα αποτελέσματα αυτά «αποτελούν την πλέον σαφή απόδειξη σε παγκόσμια κλίμακα των δυνατοτήτων της σύντηξης για την παραγωγή βιώσιμης ενέργειας», ανακοίνωσε η Βρετανική Αρχή Ατομικής Ενέργειας.

«Τα πειράματα του εργαστηρίου JET μας έφεραν ένα βήμα πιο κοντά στην ισχύ από πυρηνική σύντηξη», υποστηρίζει ο Δρ. Τζο Μιλνς, επικεφαλής των επιχειρήσεων στο εργαστήριο.

  

Το εργαστήριο JET με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο κατέρριψε το δικό του παγκόσμιο ρεκόρ για την ποσότητα ενέργειας που μπορεί να παράξει συμπιέζοντας δύο μορφές υδρογόνου.

Όπως αναφέρει το BBC, με τα πειράματά τους οι Βρετανοί επιστήμονες παρήγαγαν ενέργεια ίση με 59 megajoules (μεγατζάουλ- μονάδα μέτρησης της ενέργειας) σε διάστημα πέντε δευτερολέπτων, με ισχύ 11 μεγαβάτ.  

Πρόκειται για υπερδιπλάσια ποσότητα ενέργειας από αυτήν που είχε παραχθεί σε παρόμοιες δοκιμές το 1997, όπως επισημαίνει το βρετανικό δημοσίευμα.

Η ποσότητα παραγωγής ενέργειας είναι αρκετή για να βράσει κανείς νερό σε περίπου 60 βραστήρες.

 

Επιστήμονες στο Ηνωμένο Βασίλειο κατόρθωσαν να αναπτύξουν τεχνολογία που καθιστά δυνατή την παραγωγή ενέργειας από πυρηνική σύντηξη σε μεγαλύτερη ποσότητα σε σχέση με το παρελθόν, γεγονός που αναπτερώνει τις ελπίδες για καθαρή και φθηνή ενέργεια.

Πυρηνική σύντηξη ονομάζεται η συνένωση ελαφρών πυρήνων σε βαρύτερους με ταυτόχρονη απελευθέρωση ενέργειας. Πρόκειται για τον μηχανισμό που εκπέμπει ενέργεια ο Ήλιος -όπως και άλλα αστέρια στο διάστημα- με τη σύντηξη δηλαδή τεσσάρων ατόμων υδρογόνου που δίνουν ένα άτομο Ηλίου.

Θεωρείται από τους υποστηρικτές της η ενέργεια του μέλλοντος, διότι δεν παράγει παρά λίγα απόβλητα και αυτά σαφώς πολύ λιγότερο ραδιενεργά σε σχέση με έναν πυρηνικό σταθμό που παράγει ενέργεια με την αντίθετη διαδικασία, την πυρηνική σχάση, δηλαδή τη διάσπαση του ατόμου. Επίσης η τεχνολογία αυτή δεν παράγει καθόλου αέρια που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Ομάδα επιστημόνων του Joint European Torus (JET), του μεγαλύτερου αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης στον κόσμο που βρίσκεται στην Οξφόρδη, πέτυχε την παραγωγή 59 megajoules ενέργειας σε διάστημα 5 δευτεροπλέπτων, υπερδιπλασιάζοντας το προηγούμενο ρεκόρ που χρονολογείται από το 1997, σύμφωνα με την Βρετανική Αρχή Ατομικής Ενέργειας.

Τα αποτελέσματα αυτά «αποτελούν την πλέον σαφή απόδειξη σε παγκόσμια κλίμακα των δυνατοτήτων της σύντηξης για την παραγωγή βιώσιμης ενέργειας», ανακοίνωσε η Βρετανική Αρχή Ατομικής Ενέργειας.

Ο αντιδραστήρας σύντηξης Tokamak του JET, μία τεράστια μαγνητική αίθουσα σε σχήμα ντόνατ, είναι ο ισχυρότερος στον κόσμο.

Στον πυρήνα του, υπεραγώγιμοι μαγνήτες διατηρούν ένα μείγμα δευτερίου και τριτίου, ισοτόπων του υδρογόνου, που θερμαίνεται σε θερμοκρασίες δέκα φορές υψηλότερες από εκείνες που επικρατούν στο κέντρο του Ηλιου για να δημιουργηθεί πλάσμα, οδηγώντας στην ένωση των πυρήνων των ισοτόπων και την σύντηξή τους για την δημιουργία βαρύτερων ατόμων ηλίου και εκλύοντας κολοσσιαία ποσότητα θερμικής ενέργειας.

Η πυρηνική σύντηξη επιτρέπει την παραγωγή ενέργειας τέσσερα εκατομμύρια φορές περισσότερη από τον άνθρακα, το πετρέλαιο ή το φυσικό αέριο, σε συνθήκες υψηλής ασφάλειας.

Τα αποτελέσματα που ανακοινώθηκαν σήμερα δείχνουν ότι υπάρχει δυνατότητα παραγωγής ενέργειας επί 5 δευτερόλεπτα, και στην συνέχεια επί 5 ώρες με μελλοντικές ιχυρότερες συσκευές, δηλώνει ο Τόνι Ντόουν του EUROfusion Consortium.

Τα δεδομένα που συγκεντρώνονται από τους επιστήμονες της Οξφόρδης μπορούν να αποδειχθούν πολύτιμα για τον αντιδραστήρα Iter, ο οποίος είναι ακόμα πιο προηγμένος από τον JET και κατασκευάζεται στο Κανταράς της νότιας Γαλλίας.

Ο Μπερνάρ Μπιγκό, γενικός διευθυντής του διεθνούς προγράμματος Iter, χαιρέτισε τα αποτελέσματα της έρευνας, εκτιμώντας ότι πλησιάζουν πλέον «την βιομηχανική κλίμακα» παραγωγής.

Η διεθνής συνεργασία για την πυρηνική σύντηξη είναι ευρεία. Στο γαλλικό πρόγραμμα συμμετέχουν η Κίνα, η Ευρωπαϊκή Ενωση, η Ινδία, η Ιαπωνία, η Νότια Κορέα, η Ρωσία και οι Ηνωμένες Πολιτείες.

Ωστόσο, είναι αξιοσημείωτη η σημασία της καθώς επιβεβαιώνει τις σχεδιαστικές επιλογές που έχουν γίνει για έναν ακόμη μεγαλύτερο αντιδραστήρα σύντηξης που κατασκευάζεται τώρα στη Γαλλία.

«Μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα μίνι άστρο μέσα στο μηχάνημά μας»

«Τα πειράματα του εργαστηρίου JET μας έφεραν ένα βήμα πιο κοντά στην ισχύ από πυρηνική σύντηξη», υποστηρίζει ο Δρ. Τζο Μιλνς, επικεφαλής των επιχειρήσεων στο εργαστήριο .

«Έχουμε αποδείξει ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα μίνι άστρο μέσα στο μηχάνημά μας και να το κρατήσουμε εκεί για πέντε δευτερόλεπτα και να έχουμε υψηλή απόδοση, κάτι που να μας μεταφέρει πραγματικά σε ένα νέο βασίλειο», όπως επισημαίνει.

Τα πειράματα των επιστημόνων της Οξφόρδης έρχονται να επιβεβαιώσουν τον σχεδιασμό ενός μεγάλου αντιδραστήρα στη Γαλλία.

Τον Ιούλιο του 2020, όπως αναφέρει το BBC, ξεκίνησε στην νότια Γαλλία η συναρμολόγηση του γιγάντιου αντιδραστήρα του διεθνούς προγράμματος ITER, με στόχο την επίτευξη της σύντηξης του υδρογόνου και την παραγωγή σχεδόν ανεξάντλητης ενέργειας.

«Με την πυρηνική σύντηξη, το υδρογόνο μπορεί να αποτελέσει υπόσχεση για το μέλλον», προσφέροντάς μας «μη ρυπογόνα, απαλλαγμένη από άνθρακα, ασφαλή και πρακτικά χωρίς κατάλοιπα ενέργεια», είχε δηλώσει πριν από δύο χρόνια ο Γάλλος πρόεδρος, Εμανουέλ Μακρόν σε βίντεο που προβλήθηκε κατά την διάρκεια της τελετής στην έδρα του ITER, Σεν – Πολ – λε – Ντυράνς.

 

 

 

Πυρηνική σύντηξη: Οι ΗΠΑ ένα βήμα πιο κοντά στο όνειρο της ανεξάντλητης ενέργειας

Το Εθνικό Εργαστήριο Λόρενς Λίβερμορ πλησίασε τον στόχο των αυτοσυντηρούμενων πυρηνικών αντιδράσεων.

Στοχεύοντας μια μικρή κάψουλα υδρογόνου με το ισχυρότερο λέιζερ του κόσμου, ερευνητές του αμερικανικού υπουργείου ενέργειας πέτυχαν, έστω και για μια στιγμή, έναν σημαντικό στόχο στο δρόμο για την παραγωγή ανεξάντλητης, καθαρής ενέργειας.

Το πείραμα του Εθνικού Εργαστηρίου «Λόρενς Λίβερμορ» της Καλιφόρνια κατάφερε να πυροδοτήσει αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που αυτοσυντηρήθηκαν για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.

Ένα μείζον επίτευγμα, δεδομένου ότι οι αντιδράσεις σύντηξης απαιτούν συνθήκες εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης και τείνουν να σβήνουν σχεδόν ακαριαία.

Η θερμότητα που απελευθερώθηκε ήταν περισσότερη από τη θερμότητα που διοχέτευσε στο πείραμα το λέιζερ, μια κατάσταση που οι πυρηνικοί ονομάζουν burning plasma, ή ανάφλεξη πλάσματος σε ελεύθερη απόδοση.

«Όταν θέλεις να ανάψεις φωτιά, πρέπει να φροντίσεις να είναι αρκετά καυτή ώστε τα ξύλα να συνεχίσουν να καίγονται από μόνα τους. Είναι μια καλή αναλογία για την ανάφλεξη πλάσματος, όπου η σύντηξη αρχίζει να γίνεται αυτοσυντηρούμενη» εξήγησε στο Reuters ο Άλεξ Ζίλστρα, πρώτος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύεται στο Nature.

Η αντίδραση σύντηξης διατηρήθηκε για 100 τρισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου και η ενέργεια που απελευθερώθηκε αντιστοιχεί σε μόλις εννέα μπαταρίες των εννέα volt. Ακόμα κι έτσι όμως τα αποτελέσματα θεωρούνται σημαντική επιτυχία για μια προσπάθεια που διαρκεί ήδη δεκαετίες.

Σύντηξη

Η πυρηνική σύντηξη, ουσιαστικά το αντίθετο της πυρηνικής σχάσης, είναι η αντίδραση που τροφοδοτεί με ενέργεια τα άστρα και τις θερμοπυρηνικές βόμβες. Κάτω από συνθήκες ακραίας θερμοκρασίας και πίεσης, άτομα υδρογόνου ενώνονται, σχηματίζουν άτομα ήλιου και απελευθερώνουν μεγάλα ποσά ενέργειας.

 

 

Συνολικά 192 δέσμες λέιζερ στοχεύουν μια μικρή κάψουλα στο κέντρο της μεταλλικής σφαίρας (Philip Saltonstall)

 

 

Σε αντίθεση με τη σχάση, η οποία χρησιμοποιεί ουράνιο ή άλλα ραδιενεργά καύσιμα, η σύντηξη μπορεί θεωρητικά να λειτουργήσει με ισότοπα υδρογόνου από τη θάλασσα και δεν αφήνει επικίνδυνα πυρηνικά απόβλητα.

Σε όλο τον κόσμο πραγματοποιούνται εδώ και χρόνια πειράματα σύντηξης, ωστόσο κανένα δεν έχει καταφέρει μέχρι στιγμής να παράγει περισσότερη ενέργεια από ό,τι καταναλώνει.

Δεκάδες ερευνητικοί φορείς και εταιρείες σε όλο τον κόσμο εργάζονται για την εμπορική αξιοποίηση της σύντηξης, έναν στόχο στον οποίο επενδύουν ακόμα και πετρελαιοβιομηχανίες.

«Η ενέργεια από σύντηξη είναι το Ιερό Δισκοπότηρο της καθαρής, ανεξάντλητης ενέργειας» δήλωσε στο Reuters η Άνι Κρίτσερ του Εργαστηρίου «Λόρενς Λίβερμορ», σχεδιάστρια των πειραμάτων και πρώτη συγγραφέας συνοδευτικής μελέτης που δημοσιεύεται στο Nature Physics.

Πώς λειτουργεί το πείραμα 

Η Εθνική Εγκατάσταση Πυροδότησης (NIF) του Εργαστηρίου «Λόρενς Λίβερμορ», σε λειτουργία από το 2010, δημιουργήθηκε για τη μελέτη της ασφάλειας του αμερικανικού πυρηνικού οπλοστασίου, καθώς μπορεί να φτάνει τις συνθήκες ακραίας πίεσης και θερμοκρασίας που θα καταγράφονταν στο κέντρο μιας πυρηνικής έκρηξης. Τα πειράματα σύντηξης είναι απλά μια παράλληλη, δευτερεύουσα δραστηριότητα.

Το γιγάντιο λέιζερ της εγκατάστασης, η οποία καταλαμβάνει επιφάνεια τριών ποδοσφαιρικών γηπέδων, χωρίζεται σε 192 δέσμες που στοχεύουν στο κέντρο μιας μεταλλικής σφαίρας με διάμετρο μερικών μέτρων.

Στο κέντρο της σφαίρας, οι δέσμες καταλήγουν σε μια κάψουλα από χρυσό, σε μέγεθος γομολάστιχας, η οποία περικλείει ένα μικρός σφαιρίδιο, όσο ένας κόκκος πιπεριού. Μέσα στο σφαιρίδιο βρίσκονται τα «καύσιμα», δύο ισότοπα υδρογόνου που ονομάζονται δευτέριο και τρίτιο.

 

 

H κάψουλα που περιείχε το υδρογόνο έχει διάμετρο 2 χιλιοστά (LLNL)

 

 

Ο παλμός ακτινοβολίας λέιζερ εξαερώνει τη χρυσή κάψουλα, η οποία εκπέμπει ακτίνες Χ που με τη σειρά τους πιέζουν το σφαιρίδιο. Το υδρογόνο συμπιέζεται έτσι μέχρι να ξεπεράσει κατά 100 φορές την πυκνότητα του μολύβδου και θερμαίνεται στους 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, επίπεδα που επιτρέπουν την έναρξη θερμοπυρηνικών αντιδράσεων.

«Εδώ και δεκαετίες μπορούμε να προκαλέσουμε αντιδράσεις σύντηξης σε πειράματα διοχετεύοντας μεγάλα ποσά θερμότητας στο καύσιμο. Αυτό όμως δεν αρκεί για να υπάρξει καθαρή παραγωγή ενέργειας» δήλωσε ο δρ Ζίλστρα.

«Τώρα, για πρώτη φορά, οι αντιδράσεις σύντηξης στο καύσιμο προσέφεραν το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας, έτσι ώστε η σύντηξη να αρχίσει να κυριαρχεί σε σχέση με τη θερμότητα που προσφέραμε εμείς» εξήγησε.

Όπως ανέφερε, η αντιδράσεις σύντηξης παρήγαγαν 10 φορές περισσότερη ενέργεια από αυτή που απαιτήθηκε για να θερμανθεί η κάψουλα υδρογόνου, ωστόσο η ποσότητα αυτή ήταν λιγότερο από 10% της ενέργειας που κατανάλωσε το λέιζερ, καθώς η απόδοση της διαδικασίας παραμένει μικρή.

Όπως παραδέχτηκε ο Ζίλστρα, για την επίτευξη του μακροπρόθεσμου στόχου φαίνεται πως θα απαιτηθούν αρκετές ακόμα δεκαετίες.

 

O «Δημόκριτος» και ελληνικά πανεπιστήμια σε πείραμα πυρηνικής σύντηξης

 

Σε ευρωπαϊκή κοινοπραξία που πειραματίζεται με την πυρηνική σύντηξη θα συμμετάσχει το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος», μαζί με οκτώ συνδεδεμένα ελληνικά πανεπιστήμια.

Χάρη στη συνέχιση του προγράμματος EUROfusion, στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού προγράμματος έρευνας Horizon Europe οι έλληνες επιστήμονες θα συμμετέχουν κατά τα επόμενα επτά έτη σε διάφορες ερευνητικές περιοχές με στόχο την ανάπτυξη της υποσχόμενης πηγής ενέργειας.

Η πυρηνική σύντηξη είναι το αντίθετο της σχάσης: κάτω από συνθήκες ακραίας πίεσης και θερμοκρασίας, ελαφρά άτομα όπως το υδρογόνο ενώνονται και σχηματίζουν βαρύτερα στοιχεία όπως το ήλιο, απελευθερώνοντας ταυτόχρονα μεγάλες ποσότητες ενέργειας.

Παρά τις προσπάθειες δεκαετιών, κανείς δεν έχει καταφέρει να διατηρήσει τις αντιδράσεις σύντηξης έτσι ώστε το σύστημα να παράγει περισσότερη ενέργεια από ό,τι καταναλώνει.

Oι ερευνητικές δραστηριότητες της ομάδας Τεχνολογίας Σύντηξης του «Δημόκριτου», με τη συμμετοχή τριών ινστιτούτων του, θα εστιαστούν σε θέματα μελέτης της επίδρασης της ακτινοβολίας σε υλικά σύντηξης με στόχο την ανάπτυξη υλικών ανθεκτικών στην ακτινοβολία, στην κατανόηση της αλληλεπίδρασης του πλάσματος με τα εσωτερικά τοιχώματα του αντιδραστήρα σύντηξης που περιβάλλει το πλάσμα, στην ανάπτυξη ανιχνευτών νετρονίων, καθώς επίσης σε νετρονικούς και ραδιολογικούς υπολογισμούς και μετρήσεις.

Σήμερα, το μεγαλύτερο σχεδιαζόμενο πείραμα σύντηξης είναι ο Διεθνής Πειραματικός Θερμοπυρηνικός Αντιδραστήρας, ο οποίος κατασκευάζεται στο Κανταράς της Γαλλίας και αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία την επόμενη δεκαετία.

 

ΖΗΝΩΝ  ΠΑΠΑΖΑΧΟΣ