28/01/2022

Η.Π.Α: Σημαντικό βήμα προς την επίτευξη πυρηνικής σύντηξης - Η.Β : Παραγωγή 59 megajoules ενέργειας σε διάστημα 5 δευτεροπλέπτων

Με δύο άρθρα τους στην επιθεώρηση «Nature» ερευνητές στις ΗΠΑ υποστηρίζουν ότι κατάφεραν να πετύχουν μια διεργασίας πυρηνικής σύντηξης που δεν είχε επιτευχθεί μέχρι σήμερα. Στα πειράματα που έγιναν στην Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης στη Καλιφόρνια (NIF) οι ερευνητές κατάφεραν να φτάσουν στο στάδιο του αποκαλούμενου «καυτού πλάσματος». Το καυτό πλάσμα εμφανίζεται όταν οι αντιδράσεις σύντηξης μετατρέπονται στην κύρια πηγή θερμότητας της διαδικασίας αντικαθιστώντας την ενέργεια από εξωτερική πηγή που χρησιμοποιείται για αυτή τη διαδικασία.
  • «Στα πειράματα που κάναμε πετύχαμε κάτι που δεν έχει επιτευχθεί ποτέ μέχρι σήμερα σε κανένα ερευνητικό κέντρο. Τη δημιουργία μιας κατάστασης καυτού πλάσματος όπου εκπέμπεται περισσότερη ενέργεια από την σύντηξη στο καύσιμο από αυτή που απαιτεί η διαδικασία έναρξης των αντιδράσεων σύντηξης» αναφέρει η Άνι Κρίτσερ, φυσικός στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore όπου εδρεύει η εγκατάσταση NIF.
  • «Πειράματα που γίνονται εδώ και δεκαετίες έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν αντιδράσεις σύντηξης χρησιμοποιώντας μεγάλες ποσότητες θερμότητες από εξωτερικές πηγές για να θερμάνουν το πλάσμα. Για πρώτη φορά έχουμε ένα μηχανισμό που η σύντηξη μπορεί από μόνη της να παρέχει το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας. Είναι μια άκρως σημαντική εξέλιξη στην προσπάθεια επίτευξης υψηλών επιδόσεων σύντηξης» αναφέρει ο Άλεξ Ζίλστρα, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Στην εγκατάσταση NIF χρησιμοποιείται ένα ισχυρό λέιζερ για να θερμαίνει και να συμπιέζει καύσιμο υδρογόνου μέσα σε μια κάψουλα. Οι 192 δέσμες του λέιζερ κατευθύνονται σε μια κάψουλα μεγέθους όσο ένας κόκκος πιπεριού που περιέχει δευτέριο και τρίτιο που είναι κάποιες μορφές του υδρογόνου. Η διαδικασία αυτή συμπιέζει το καύσιμο φέρνοντας το σε μια κατάσταση πυκνότητας 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή του μόλυβδου, θερμαίνοντάς το παράλληλα σε θερμοκρασία 100 εκατ. βαθμών Κελσίου. Με αυτόν τον τρόπο παράγεται ηλεκτρικά φορτισμένο αέριο που ονομάζεται «πλάσμα». Στο πλάσμα τα ηλεκτρόνια απογυμνώνονται από τα άτομα που τα αποτελούν και μένουν μόνο οι ατομικοί πυρήνες. Αυτοί μπορούν να συντηχθούν παράγοντας με αυτό τον τρόπο ενέργεια. Όταν οι αντιδράσεις σύντηξης γίνονται η κύρια πηγή θέρμανσης του πλάσματος αντί για την ενέργεια που παρέχει το λέιζερ η θερμότητα αυτή παρέχει με την σειρά της την ενέργεια για περισσότερη σύντηξη.

--------------------------------------------------------------------------------------------

Ομάδα επιστημόνων του Joint European Torus (JET), του αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης 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 αποτελέσματα που ανακοινώθηκαν 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.

Ο αντιδραστήρας σύντηξης tokamak του JET, έχει στον πυρήνα του, υπεραγώγιμους μαγνήτες που 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.

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. Στο γαλλικό πρόγραμμα συμμετέχουν η Κίνα, η Ευρωπαϊκή Ενωση, η Ινδία, η Ιαπωνία, η Νότια Κορέα, η Ρωσία και οι Ηνωμένες Πολιτείες.

ΑΜΠΕ

No comments :

Post a Comment