Νέα τεχνολογία πυρηνικής σύντηξης ανοίγει τον δρόμο για ανεξάντλητη καθαρή ενέργεια

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας παρουσίασαν ένα πείραμα που θυμίζει περισσότερο επιτραπέζια συσκευή, παρά τις γιγαντιαίες κατασκευές που συνδέουμε με την πυρηνική σύντηξη. Αντί να επιδιώξουν άμεσα την παραγωγή ενέργειας, επέλεξαν να εστιάσουν σε μια νέα τεχνική που αυξάνει την πιθανότητα σύγκρουσης των ατόμων δευτερίου, του «βαριού» υδρογόνου που χρησιμοποιείται ως καύσιμο στη σύντηξη. Με αυτόν τον τρόπο κατάφεραν να πετύχουν 15% υψηλότερους ρυθμούς σύντηξης σε σχέση με προηγούμενες προσπάθειες.

Η διπλή μέθοδος που αυξάνει την πυκνότητα καυσίμου

Η καινοτομία τους βασίζεται στη συνδυασμένη χρήση δύο μεθόδων: της φόρτισης με πλάσμα και της ηλεκτροχημικής φόρτισης. Ο διπλός αυτός μηχανισμός επιτρέπει την εισχώρηση περισσότερων ατόμων δευτερίου σε έναν στόχο από παλλάδιο, δημιουργώντας μεγαλύτερη πυκνότητα καυσίμου. Όσο πιο «σφιχτά» χωράνε τα άτομα μέσα στο μέταλλο, τόσο αυξάνονται οι πιθανότητες να ενωθούν και να παραχθεί ενέργεια.

Όπως διαβάζουμε στο The Brighter Side News, όλη η διαδικασία επιτυγχάνεται με ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας: μόλις ένα βολτ αρκεί για να συμπιεστεί το καύσιμο στο μέταλλο, κάτι που σε συμβατικές μεθόδους απαιτεί πίεση εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική. Η συσκευή, γνωστή ως «Thunderbird Reactor», μπορεί να δείχνει απλή, αλλά ενσωματώνει τρία βασικά συστήματα – έναν εκτοξευτή ιόντων πλάσματος, ένα θάλαμο κενού και ένα ηλεκτροχημικό κύτταρο – που συνεργάζονται ώστε να γεμίσουν το παλλάδιο με καύσιμο.

Οι δοκιμές έδειξαν ότι η συνδυαστική φόρτιση αυξάνει αισθητά τον ρυθμό σύντηξης σε σχέση με την αποκλειστική χρήση πλάσματος. Οι επιστήμονες δεν μέτρησαν θερμότητα, που θα μπορούσε να προκαλέσει σύγχυση με χημικές αντιδράσεις, αλλά εντόπισαν νετρόνια – ένα άμεσο και αδιαμφισβήτητο αποτύπωμα της σύντηξης. Έτσι απέδειξαν ότι η μέθοδός τους μπορεί να αναπαραχθεί, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για την εξέλιξη της έρευνας.

Από την ψυχρή σύντηξη στο εργαστήριο της UBC

Η προσπάθεια αυτή δεν ξεκίνησε από το μηδέν. Οι πρώτες δοκιμές δευτέριου-δευτέριου έγιναν ήδη από το 1934, ενώ το 1989 είχε γίνει διάσημος – και τελικά απορριφθείς – ο ισχυρισμός περί «ψυχρής σύντηξης». Παρά την απογοήτευση, το ενδιαφέρον δεν έσβησε ποτέ. Το 2015 μια διεθνής ομάδα, με τη στήριξη της Google, επανεξέτασε το θέμα σε αυστηρά εργαστηριακό πλαίσιο. Ο καθηγητής Curtis Berlinguette, επικεφαλής της τωρινής ομάδας, συμμετείχε τότε σε εκείνη την πρωτοβουλία και σήμερα αξιοποιεί την εμπειρία του σε μια πιο σταθερή και τεκμηριωμένη κατεύθυνση.

Αν και η ενεργειακή απόδοση παραμένει το μεγάλο ζητούμενο, το σημαντικό είναι ότι η μέθοδος αυτή δείχνει πως η πρόοδος στη σύντηξη δεν απαιτεί απαραίτητα γιγαντιαίες εγκαταστάσεις δισεκατομμυρίων. Ο αντιδραστήρας της UBC χωράει πάνω σε πάγκο εργαστηρίου, καθιστώντας τη συμμετοχή μικρότερων ερευνητικών ομάδων πιο ρεαλιστική. Αυτό θα μπορούσε να κάνει την έρευνα πιο ανοιχτή και συνεργατική, με επιστήμονες από διάφορα πεδία να συμβάλλουν στην τελειοποίηση της διαδικασίας.

Μικρά βήματα προς μια ενεργειακή επανάσταση

Η πυρηνική σύντηξη θεωρείται η πιο καθαρή και ασφαλής μορφή παραγωγής ενέργειας, αφού δεν αφήνει μακρόβια ραδιενεργά απόβλητα και δεν μπορεί να προκαλέσει αλυσιδωτές αντιδράσεις όπως η σχάση. Εφόσον κάποια στιγμή επιτευχθεί καθαρό ενεργειακό κέρδος, θα μπορούσε να σημάνει μια επανάσταση στην παγκόσμια παραγωγή ενέργειας, με απεριόριστες και βιώσιμες προοπτικές.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature.