Το JET tokamak έσπασε το ρεκόρ παραγωγής καθαρής ενέργειας μέσω πυρηνικής σύντηξης

Ο κόσμος εξακολουθεί να βασίζεται κατά κύριο λόγο στα ορυκτά καύσιμα, αλλά το πανταχού παρόν φάσμα της κλιματικής αλλαγής έχει ωθήσει την έρευνα για καθαρότερες μορφές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή. Εδώ και δεκαετίες, οι επιστήμονες ασχολούνται με την πυρηνική σύντηξη για την παραγωγή απεριόριστης καθαρής ενέργειας. Η διαδικασία προχωράει αργά, αλλά ένα νέο πείραμα στο Joint European Torus (JET) προσφέρει κάποιες ελπίδες. Η ομάδα ισχυρίζεται ότι το JET με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο διατήρησε με επιτυχία τη σύντηξη για πέντε δευτερόλεπτα, παράγοντας αρκετή ενέργεια για χιλιάδες σπίτια και καταναλώνοντας μόλις μια κουκίδα καυσίμου.

Η σύντηξη είναι η ίδια διαδικασία που τροφοδοτεί τον Ήλιο και, έμμεσα, όλη τη ζωή στη Γη. Η Ανθρωπότητα έμαθε πώς να παράγει ενέργεια από τη διάσπαση του ατόμου εδώ και πολύ καιρό, αλλά η αξιοποίηση της σύντηξης είναι πολύ πιο δύσκολη. Αστέρια όπως ο Ήλιος διατηρούν τη σύντηξη για αιώνες χάρη στην τεράστια μάζα και τη βαρύτητά τους, αλλά το καλύτερο που μπορούμε να κάνουμε στη Γη είναι να τη χρησιμοποιήσουμε για μόλις λίγα δευτερόλεπτα που, ωστόσο, είναι πολύ μεγάλη υπόθεση.

Το JET είναι ένας αντιδραστήρας Tokamak, ένας τοροειδής θάλαμος όπου τα ισότοπα υδρογόνου θερμαίνονται σε υψηλές θερμοκρασίες και περιέχονται μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο. Περισσότεροι από 300 επιστήμονες από την ομάδα EUROfusion συνέβαλαν στις τελευταίες δοκιμές του JET, οι οποίες θέρμαναν το δευτέριο και το τρίτιο σε 150 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου (10 φορές θερμότερο από τον πυρήνα του Ήλιου). Όταν το δευτέριο και το τρίτιο συντήκονται, προκύπτει ένα άτομο υδρογόνου και ένα επιπλέον νετρόνιο, η συνολική μάζα των οποίων είναι ελαφρώς μικρότερη από τα αρχικά υλικά. Αυτή η μάζα μετατρέπεται σε ενέργεια – πολλή ενέργεια.

Κατά τη διάρκεια αυτών των πέντε δευτερολέπτων σύντηξης, το JET παρήγαγε 69 megajoule ενέργειας, που είναι αρκετά για να τροφοδοτηθούν 12.000 σπίτια, αλλά μόνο για πέντε δευτερόλεπτα. Ορισμένοι αντιδραστήρες έχουν λειτουργήσει περισσότερο, αλλά οι δοκιμές εξακολουθούν να μετριούνται καλύτερα σε δευτερόλεπτα, και κανένας από αυτούς δεν παρήγαγε τόση αξιοποιήσιμη ενέργεια. το JET παρήγαγε όλη αυτή την ενέργεια χρησιμοποιώντας μόλις 0,2 χιλιοστόγραμμα καυσίμου.

Αυτό ήταν το τελευταίο πείραμα του JET – το πρόγραμμα ολοκληρώθηκε τον Δεκέμβριο του 2023 μετά από 40 χρόνια. Ωστόσο, η ομάδα χρησιμοποίησε αυτή την τελική δοκιμή για να επιδείξει τεχνικές που θα μπορούσαν να βοηθήσουν μελλοντικούς ερευνητικούς αντιδραστήρες να φτάσουν σε ακόμη υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα. Η ομάδα “άμβλυνε” με επιτυχία την έντονη θερμότητα που εκπέμπει το πλάσμα, ενώ περιόρισε παράλληλα την ακμή του πλάσματος για να αποτρέψει τη ζημιά στα τοιχώματα του torus.

Οι ερευνητές του EUROfusion πιστεύουν ότι η εργασία που έγινε στο JET θα επηρεάσει σημαντικά τα μελλοντικά πειράματα. Επισημαίνουν επερχόμενα έργα όπως ο ITER στη Γαλλία, ο οποίος θα είναι ο μεγαλύτερος αντιδραστήρας Tokamak στον κόσμο όταν ολοκληρωθεί τα επόμενα χρόνια. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι το DEMO, ο διάδοχος του ITER, θα είναι σε θέση να παράγει 300 έως 500 megawatt ισχύος, αλλά θα χρειαστεί να περιμένουμε μέχρι τα μέσα του αιώνα.

[via]