Η απεριόριστη ενέργεια από την πυρηνική σύντηξη μπορεί να βρίσκεται ένα βήμα πιο κοντά, έπειτα από την τυχαία ανακάλυψη μιας νέας διαδικασίας για την προμήθεια του λίθιο-6  που είναι ζωτικής σημασίας για την παροχή καυσίμου σε έναν βιώσιμο αντιδραστήρα σύντηξης. Η ανθρωπότητα αρκετές φορές προχώρησε βήματα μπροστά τεχνολογικά κι όχι μόνο μέσα από το μονοπάτι της τυχαιότητας. Όταν συνεχώς βρίσκεσαι σε διαδικασία έρευνας το θετικό αποτέλεσμα που θα αποτελέσει τομή, μπορεί να έρθει εκεί που πραγματικά δεν τον περιμένεις κι αρκετές φορές μετά από πολλές προσπάθειες έχεις απογοητευτεί σε μεγάλο βαθμό. 

Η λιγότερο απαιτητική διαδικασία σύντηξης περιλαμβάνει τον συνδυασμό δύο ισοτόπων του υδρογόνου, του δευτερίου και του τριτίου, παράγοντας ήλιο, ένα νετρόνιο και πολλή ενέργεια. Το τρίτιο ένα σπάνιο και ραδιενεργό ισότοπο του υδρογόνου, είναι δύσκολο και ακριβό να αποκτηθεί. Οι «αναπαραγωγικοί» αντιδραστήρες επιδιώκουν να παράγουν τρίτιο βομβαρδίζοντας το λίθιο με νετρόνια. 

Τα άτομα του λιθίου υπάρχουν σε δύο σταθερά ισότοπα: το λίθιο-7 αποτελεί το 92,5% του στοιχείου στη φύση, ενώ το υπόλοιπο είναι λίθιο-6. Το σπανιότερο ισότοπο αντιδρά πολύ πιο αποτελεσματικά με τα νετρόνια για την παραγωγή τριτίου σε μια αντίδραση σύντηξης. Επομένως κλειδί είναι η συλλογή όσο το δυνατόν μεγαλύτερης ποσότητας του λιθίου-6. 

Όμως τα δύο ισότοπα του λιθίου είναι εξαιρετικά δύσκολο να διαχωριστούν. Μέχρι τώρα αυτό είχε επιτευχθεί σε μεγάλη κλίμακα μόνο μέσω μιας εξαιρετικά τοξικής διαδικασίας που βασίζεται στον υδράργυρο κι απαιτεί μέτρα ασφαλείας προκειμένου να μην υπάρξει κίνδυνος για τους ερευνητές. Λόγω του περιβαλλοντικού της αντίκτυπου, η μέθοδος αυτή δεν έχει χρησιμοποιηθεί σε δυτικές χώρες από τη δεκαετία του 1960, με αποτέλεσμα οι ερευνητές να βασίζονται σε περιορισμένα αποθέματα λίθιου-6 που παρήχθησαν πριν από την απαγόρευση. Αντιλαμβανόμαστε επομένως τα εμπόδια που υπάρχουν και τις λύσεις που θα αναζητηθούν σύντομα (για παραγωγή λιθίου-6). Ξαφνικά ήρθε η λύση! 

Ο Sarbajit Banerjee από το ETH Zurich στην Ελβετία και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν  τυχαία μια εναλλακτική μέθοδο, ενώ ερευνούσαν τρόπους καθαρισμού του νερού που έχει μολυνθεί από γεωτρήσεις πετρελαίου. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι τσιμεντοειδείς μεμβράνες που χρησιμοποιούσαν, οι οποίες περιείχαν μια εργαστηριακά κατασκευασμένη ένωση που ονομάζεται οξείδιο του βαναδίου, συγκέντρωναν μεγάλες ποσότητες λιθίου και φαίνονταν να απομονώνουν δυσανάλογα το λίθιο-6. 

Σχετικά με τη δομή του οξειδίου του βαναδίου κλειδί αποτελεί η συμμετοχή στο μόριο του οξυγόνου, λέει ο Banerjee. «Τα ιόντα λιθίου κινούνται μέσα στις “σήραγγες”, οι οποίες τυχαίνει να έχουν το κατάλληλο μέγεθος [για να δεσμεύουν το λίθιο-6]», εξηγεί. «Διαπιστώσαμε ότι τα ιόντα του λιθίου-6 δεσμεύονται πιο ισχυρά και παραμένουν μέσα στις σήραγγες». 

Οι ερευνητές δεν κατανοούν πλήρως γιατί το λίθιο-6 διατηρείται με την ανάπτυξη αυτής της μεθόδους άτυπης προτίμησης, αλλά βάσει προσομοιώσεων πιστεύουν ότι αυτό σχετίζεται με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ιόντων και των ατόμων στις άκρες των “σηράγγων”, αναφέρει ο Banerjee. 

Μέχρι στιγμής έχει απομονωθεί λιγότερο από ένα γραμμάριο λίθιου-6, αλλά υπάρχει η ελπίδα και δίνει προοπτική να κλιμακώσουν τη διαδικασία, ώστε να μπορεί να παράγει δεκάδες κιλά του επιθυμητού και δυσεύρετου ισοτόπου. Ένας εμπορικός αντιδραστήρας σύντηξης αναμένεται να χρειάζεται τόνους του στοιχείου κάθε μέρα. 

«Όμως όλες αυτές οι προκλήσεις ωχριούν σε σύγκριση με τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αφορούν τους αντιδραστήρες πλάσματος και την ανάφλεξη με λέιζερ για τη σύντηξη» λέει ο Βanerjee. Το ζήτημα δεδομένα θα μας απασχολήσει εκ νέου προσεχώς … 

*Με πληροφορίες από το NewScientist. 

 

➪ Ακολουθήστε το OLAFAQ στο Facebook, Bluesky και Instagram.