Οι ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια πέτυχαν το αποτέλεσμα λίγο πριν το τέλος του 2022. Πρόκειται για ένα καθαρό ενεργειακό κέρδος – ένας στόχος που έμοιαζε άπιαστος επειδή η σύντηξη συμβαίνει σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις που είναι απίστευτα δύσκολο να ελεγχθεί. Το επίτευγμα θα ανοίξει το δρόμο για την πρόοδο της εθνικής άμυνας και το μέλλον της καθαρής ενέργειας, δήλωσε η υπουργός Ενέργειας Jennifer Granholm.

«Η ανάφλεξη μάς επιτρέπει να αναπαράγουμε για πρώτη φορά ορισμένες συνθήκες που συναντώνται μόνο στα αστέρια και στον ήλιο», δήλωσε η Granholm σε συνέντευξη τύπου στην Ουάσιγκτον. «Αυτό το ορόσημο μας φέρνει ένα σημαντικό βήμα πιο κοντά στο να έχουμε ενέργεια σύντηξης με μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα». Η ανάφλεξη της σύντηξης είναι «ένα από τα πιο εντυπωσιακά επιστημονικά επιτεύγματα του 21ου αιώνα», δήλωσε η Granholm, προσθέτοντας ότι το επίτευγμα «θα μείνει στα βιβλία της ιστορίας». Ο επιστημονικός σύμβουλος του Λευκού Οίκου Arati Prabhakar, που εμφανίστηκε μαζί με τη Granholm, χαρακτήρισε την ανάφλεξη της σύντηξης που επιτεύχθηκε στις 5 Δεκεμβρίου «ένα τεράστιο παράδειγμα του τι μπορεί να επιτύχει η επιμονή» και «ένα τεχνικό θαύμα πέρα από κάθε φαντασία».

Οι υποστηρικτές της σύντηξης ελπίζουν ότι θα μπορούσε μια μέρα να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα και άλλες παραδοσιακές πηγές ενέργειας. Αλλά η παραγωγή ενέργειας χωρίς διοξείδιο του άνθρακα που θα τροφοδοτεί σπίτια και επιχειρήσεις από τη σύντηξη, απέχει ακόμη δεκαετίες. Σε κάθε περίπτωση, οι ερευνητές δήλωσαν ότι η ανακοίνωση σηματοδοτεί ένα σημαντικό άλμα προς τα εμπρός. «Είναι σχεδόν σαν να πρόκειται για ένα πιστόλι εκκίνησης», δήλωσε ο καθηγητής Dennis Whyte, διευθυντής του Κέντρου Επιστήμης Πλάσματος και Σύντηξης στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης και ηγέτης στην έρευνα για τη σύντηξη. «Θα πρέπει να πιέσουμε προς την κατεύθυνση της διάθεσης ενεργειακών συστημάτων σύντηξης για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και της ενεργειακής ασφάλειας».

Ο Kim Budil, διευθυντής του εργαστηρίου Livermore, δήλωσε ότι υπάρχουν «πολύ σημαντικά εμπόδια» για την εμπορική χρήση της τεχνολογίας σύντηξης, αλλά οι πρόοδοι των τελευταίων ετών σημαίνουν ότι η τεχνολογία είναι πιθανό να χρησιμοποιηθεί ευρέως σε «μερικές δεκαετίες» και όχι σε 50 ή 60 χρόνια, όπως αναμενόταν. Η σύντηξη λειτουργεί πιέζοντας τα άτομα υδρογόνου μεταξύ τους με τέτοια δύναμη που συνδυάζονται σε ήλιο, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας και θερμότητας. Σε αντίθεση με άλλες πυρηνικές αντιδράσεις, δεν δημιουργεί ραδιενεργά απόβλητα.

Ο πρόεδρος Τζο Μπάιντεν χαρακτήρισε την ανακάλυψη ως ένα καλό παράδειγμα της ανάγκης να συνεχίσουμε να επενδύουμε στην έρευνα και την ανάπτυξη. «Κοιτάξτε τι συμβαίνει στο Υπουργείο Ενέργειας, στο μέτωπο της πυρηνικής ενέργειας. Υπάρχουν πολλά καλά νέα στον ορίζοντα», δήλωσε στον Λευκό Οίκο. Δισεκατομμύρια δολάρια και δεκαετίες δουλειάς έχουν αφιερωθεί στην έρευνα για τη σύντηξη, η οποία έχει δώσει συναρπαστικά αποτελέσματα. Προηγουμένως, οι ερευνητές στην Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης, στο τμήμα του Lawrence Livermore όπου σημειώθηκε η επιτυχία, χρησιμοποίησαν 192 λέιζερ και θερμοκρασίες πολλαπλάσιες από το κέντρο του ήλιου για να δημιουργήσουν μια εξαιρετικά σύντομη αντίδραση σύντηξης.

Τα λέιζερ εστίασαν τεράστια ποσότητα θερμότητας σε μια μικροσκοπική σφαιρική κάψουλα, δήλωσε ο Marvin Adamas, αναπληρωτής διοικητής της Εθνικής Υπηρεσίας Πυρηνικής Ασφάλειας, μιας υπηρεσίας του Υπουργείου Ενέργειας. Το αποτέλεσμα ήταν ένα υπέρθερμο περιβάλλον πλάσματος όπου μια αντίδραση παρήγαγε περίπου 1,5 φορά περισσότερη ενέργεια από όση περιείχε το φως που χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή της.

Ο Riccardo Betti, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ και ειδικός στη σύντηξη με λέιζερ, δήλωσε ότι υπάρχει μακρύς δρόμος μπροστά μας μέχρι το καθαρό ενεργειακό κέρδος να οδηγήσει σε βιώσιμη ηλεκτρική ενέργεια. Πάντως, παρομοίασε την ανακάλυψη με την εποχή που οι άνθρωποι έμαθαν για πρώτη φορά ότι η επαναδιύλιση του πετρελαίου σε βενζίνη και η ανάφλεξή του μπορεί να προκαλέσει έκρηξη. «Ακόμα δεν έχετε τον κινητήρα και ακόμα δεν έχετε τα ελαστικά», δήλωσε ο Betti. «Δεν μπορείς να πεις ότι έχεις αυτοκίνητο».

Το καθαρό ενεργειακό κέρδος που επιτεύχθηκε εφαρμόστηκε στην ίδια την αντίδραση σύντηξης, όχι στη συνολική ποσότητα ενέργειας που χρειάστηκε για τη λειτουργία των λέιζερ και τη λειτουργία του έργου. Για να είναι βιώσιμη η σύντηξη, θα πρέπει να παράγει σημαντικά περισσότερη ενέργεια και για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα. Ο Whyte, πάλι, εξήγησε ότι το καύσιμο πρέπει να είναι θερμότερο από το κέντρο του ήλιου. Το καύσιμο δεν θέλει να παραμείνει ζεστό – θέλει να διαρρεύσει και να κρυώσει. Ο περιορισμός του είναι μια πρόκληση, είπε.

Τα αποτελέσματα από το εργαστήριο της Καλιφόρνιας ξεπέρασαν τις προσδοκίες, δήλωσε ο Jeremy Chittenden, καθηγητής στο Imperial College του Λονδίνου με ειδίκευση στη φυσική πλάσματος. Αν και υπάρχει πολύς δρόμος για να μετατραπεί η σύντηξη σε μια χρησιμοποιήσιμη πηγή ενέργειας, πρόσθεσε ο Chittenden, το επίτευγμα του εργαστηρίου τον κάνει αισιόδοξο ότι μπορεί κάποια μέρα να αποτελέσει «την ιδανική πηγή ενέργειας» – μια πηγή που δεν εκπέμπει καθόλου άνθρακα και λειτουργεί με μια άφθονη μορφή υδρογόνου που μπορεί να εξαχθεί από το θαλασσινό νερό. Μια προσέγγιση για τη σύντηξη μετατρέπει το υδρογόνο σε πλάσμα, ένα ηλεκτρικά φορτισμένο αέριο, το οποίο στη συνέχεια ελέγχεται από τεράστιους μαγνήτες.

Η μέθοδος αυτή διερευνάται στη Γαλλία στο πλαίσιο μιας συνεργασίας 35 χωρών που ονομάζεται Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας, καθώς και από ερευνητές του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης και μιας ιδιωτικής εταιρείας. Πέρυσι οι ομάδες που εργάζονται σε αυτά τα έργα σε δύο ηπείρους ανακοίνωσαν σημαντικές προόδους στους ζωτικής σημασίας μαγνήτες που απαιτούνται για το έργο τους.

Η Carolyn Kuranz, καθηγήτρια του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν και πειραματική φυσικός πλάσματος, ήλπιζε ότι το αποτέλεσμα θα βοηθούσε να υπάρξει «αυξημένο ενδιαφέρον» στην έρευνα για τη σύντηξη – μεταξύ άλλων και από την ιδιωτική βιομηχανία, η οποία θα χρειαστεί για να τεθεί η ενέργεια σύντηξης σε λειτουργία. «Αν θέλουμε να αποτρέψουμε περαιτέρω κλιματική αλλαγή, θα χρειαστούμε ποικίλες επιλογές παραγωγής ενέργειας για να τις αναπτύξουμε», επεσήμανε η Kuranz. «Και η πυρηνική ενέργεια – τόσο η σύντηξη όσο και η πυρηνική σύντηξη – πρέπει πραγματικά να είναι μέρος αυτής της εξίσωσης. Δεν πρόκειται να τα καταφέρουμε μόνο με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας».

➭ Με πληροφορίες από το Science Illustrated.