Σύντηξη πώς λειτουργούν οι πυρηνικοί αντιδραστήρες
Η πυρηνική σύντηξη απαιτεί εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Στον ήλιο, ο πυρήνας φτάνει σε θερμοκρασίες περίπου 15 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου και πιέσεις περίπου 100 εκατομμυρίων ατμοσφαιρών. Αυτές οι συνθήκες δημιουργούνται από τη βαρυτική δύναμη της μαζικής μάζας του ήλιου.
Στη γη, μπορούμε να δημιουργήσουμε τις απαραίτητες συνθήκες για την πυρηνική σύντηξη σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης. Οι αντιδραστήρες σύντηξης χρησιμοποιούν μαγνητικά πεδία για να περιορίσουν ένα ζεστό, πυκνό πλάσμα (ένα αέριο θετικά φορτισμένων ιόντων και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια) έτσι ώστε να μπορεί να υποβληθεί σε αντιδράσεις σύντηξης.
Ο πιο συνηθισμένος τύπος αντιδραστήρα σύντηξης είναι ο Tokamak. Ένα Tokamak είναι ένας θάλαμος κενού σχήματος διάτμησης που χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία για να κρατήσει το πλάσμα στη θέση του. Το πλάσμα θερμαίνεται σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες με την έγχυση σωματιδίων υψηλής ενέργειας σε αυτό.
Όταν το πλάσμα φτάσει σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία, οι πυρήνες των ιόντων θα ξεπεράσουν τις απωθητικές δυνάμεις μεταξύ τους και θα ασχοληθούν μαζί, απελευθερώνοντας μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Αυτή η ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας ή ισχύος άλλων συσκευών.
Η ενέργεια σύντηξης είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία που έχει τη δυνατότητα να παρέχει μια καθαρή, ασφαλή και άφθονη πηγή ενέργειας. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν πριν οι αντιδραστήρες σύντηξης μπορούν να είναι εμπορικά βιώσιμες. Αυτές οι προκλήσεις περιλαμβάνουν την ανάπτυξη υλικών που μπορούν να αντέξουν την ακραία θερμότητα και την ακτινοβολία ενός αντιδραστήρα σύντηξης και την εξεύρεση τρόπων για την αποτελεσματική παραγωγή και τον έλεγχο του πλάσματος.
Παρά τις προκλήσεις αυτές, η Fusion Energy Research σημειώνει πρόοδο και υπάρχει αυξανόμενη αισιοδοξία ότι τελικά θα είναι δυνατή η αξιοποίηση της δύναμης της σύντηξης προς όφελος της ανθρωπότητας.
Εδώ είναι ένα απλοποιημένο διάγραμμα ενός αντιδραστήρα σύντηξης Tokamak:
[Εικόνα ενός αντιδραστήρα σύντηξης Tokamak]
Ο αντιδραστήρας σύντηξης Tokamak είναι ένας θάλαμος κενού σχήματος doughnut που χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία για να περιορίσει ένα ζεστό, πυκνό πλάσμα. Το πλάσμα θερμαίνεται σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες με την έγχυση σωματιδίων υψηλής ενέργειας σε αυτό. Όταν το πλάσμα φτάσει σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία, οι πυρήνες των ιόντων θα ξεπεράσουν τις απωθητικές δυνάμεις μεταξύ τους και θα ασχοληθούν μαζί, απελευθερώνοντας μεγάλες ποσότητες ενέργειας.
