Πόσο έχει έρθει η δύναμη πυρηνικής σύντηξης; Θα μπορούσαμε να είμαστε σε ένα σημείο καμπής για την τεχνολογία

Ισχύς πυρηνικής σύντηξης είναι η διαδικασία συνδυασμού δύο ή περισσοτέρων ατομικών πυρήνων σε έναν μόνο βαρύτερο πυρήνα, απελευθερώνοντας μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτή η διαδικασία είναι αυτό που εξουσιάζει τον ήλιο και τα αστέρια.

Για δεκαετίες, οι επιστήμονες προσπαθούν να αξιοποιήσουν την πυρηνική δύναμη σύντηξης για χρήση στη Γη. Ωστόσο, η τεχνολογία είναι εξαιρετικά περίπλοκη και δύσκολη στον έλεγχο. Υπήρξαν κάποιες ελπιδοφόρες ανακαλύψεις τα τελευταία χρόνια, αλλά εξακολουθούμε να είμαστε πολύ μακριά από το να έχουμε εμπορικά βιώσιμη δύναμη πυρηνικής σύντηξης.

Εδώ είναι ένα χρονοδιάγραμμα μερικών από τα βασικά ορόσημα στην ιστορία της εξουσίας πυρηνικής σύντηξης:

* 1920: Ο βρετανός φυσικός Sir Arthur Eddington προτείνει ότι η ενέργεια του ήλιου παράγεται από πυρηνική σύντηξη.

* 1938: Γερμανοί φυσικοί Carl Friedrich von Weizsäcker και Hans Bethe αναπτύσσουν τη θεωρία της πυρηνικής σύντηξης.

* 1952: Οι Ηνωμένες Πολιτείες διεξάγουν την πρώτη θερμοπυρηνική έκρηξη, η οποία είναι ένας τύπος πυρηνικής σύντηξης.

* 1968: Το κοινό ευρωπαϊκό Torus (JET) είναι χτισμένο στο Ηνωμένο Βασίλειο. Το Jet είναι ένα Tokamak, το οποίο είναι ένας τύπος συσκευής μαγνητικού περιορισμού που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο των αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης.

* 1991: Προτείνεται ο διεθνής θερμοπυρηνικός πειραματικός αντιδραστήρας (ITER). Το ITER είναι ένα πολύ μεγαλύτερο και πιο ισχυρό Tokamak από το Jet και ελπίζουμε ότι θα είναι σε θέση να παράγει καθαρό ενεργειακό κέρδος, πράγμα που σημαίνει ότι θα παράγει περισσότερη ενέργεια από ό, τι καταναλώνει.

* 2006: Η κατασκευή του ITER ξεκινά.

* 2025: Ο Iter αναμένεται να ολοκληρωθεί.

Η πρόοδος της εξουσίας πυρηνικής σύντηξης έχει επισημανθεί τόσο από τις επιτυχίες όσο και από τις αποτυχίες. Υπήρξαν κάποιες ελπιδοφόρες ανακαλύψεις τα τελευταία χρόνια, αλλά εξακολουθούμε να είμαστε πολύ μακριά από το να έχουμε εμπορικά βιώσιμη δύναμη πυρηνικής σύντηξης. Ωστόσο, οι πιθανές ανταμοιβές είναι τεράστιες. Εάν μπορούμε να αξιοποιήσουμε με επιτυχία την πυρηνική δύναμη σύντηξης, θα μπορούσε να προσφέρει μια ασφαλή, καθαρή και άφθονη πηγή ενέργειας για τον κόσμο.

Εδώ είναι μερικές από τις προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν προκειμένου να επιτευχθεί εμπορικά βιώσιμη δύναμη πυρηνικής σύντηξης:

* Οι υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται για την πυρηνική σύντηξη. Οι θερμοκρασίες που απαιτούνται για την πυρηνική σύντηξη είναι τόσο υψηλές ώστε να μπορούν να βλάψουν τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του αντιδραστήρα.

* Η ανάγκη ελέγχου του πλάσματος. Το πλάσμα είναι ένα ζεστό, ιονισμένο αέριο που χρησιμοποιείται για τη διεξαγωγή αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης. Είναι εξαιρετικά δύσκολο να ελέγξετε το πλάσμα και να το κρατήσετε από το να αγγίξετε τους τοίχους του αντιδραστήρα.

* Το υψηλό κόστος οικοδόμησης ενός αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης. Οι αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης είναι εξαιρετικά πολύπλοκες και δαπανηρές για την κατασκευή. Το κόστος της οικοδόμησης ITER εκτιμάται ότι είναι περίπου 20 δισεκατομμύρια δολάρια.

Παρά τις προκλήσεις αυτές, υπάρχει μια αυξανόμενη αισιοδοξία ότι η δύναμη πυρηνικής σύντηξης είναι τελικά εφικτό. Τα τελευταία χρόνια, υπήρξαν μερικές σημαντικές ανακαλύψεις στον τομέα και τώρα υπάρχει μεγάλη διεθνής συνεργασία για την έρευνα πυρηνικής σύντηξης. Εάν μπορούμε να συνεχίσουμε να σημειώνουμε πρόοδο, θα μπορούσαμε να δούμε εμπορικά βιώσιμη δύναμη πυρηνικής σύντηξης τις επόμενες δεκαετίες.