Η εφαρμογή
της
ελεγχόμενης θερμοπυρηνικής
σύντηξης
σε χαμηλές
θερμοκρασίες
είναι ένα
παλιό
όνειρο των
επιστημόνων.
Αν αυτό καταστεί εφικτό, η ανθρωπότητα θα αποκτήσει ένα νέο τρόπο παραγωγής ενέργειας. Παράλληλα, η ενέργεια που θα απελευθερώνεται με μια μηδαμινή χρήση πρώτης ύλης κατά τη διάρκεια της αντίδρασης θα είναι τόση, όση δεν μπορούν να δώσουν σήμερα όλοι οι σταθμοί ατομικής ενέργειας του κόσμου μαζί.
της
ελεγχόμενης θερμοπυρηνικής
σύντηξης
σε χαμηλές
θερμοκρασίες
είναι ένα
παλιό
όνειρο των
επιστημόνων.
Αν αυτό καταστεί εφικτό, η ανθρωπότητα θα αποκτήσει ένα νέο τρόπο παραγωγής ενέργειας. Παράλληλα, η ενέργεια που θα απελευθερώνεται με μια μηδαμινή χρήση πρώτης ύλης κατά τη διάρκεια της αντίδρασης θα είναι τόση, όση δεν μπορούν να δώσουν σήμερα όλοι οι σταθμοί ατομικής ενέργειας του κόσμου μαζί.
Ωστόσο, η πορεία μέχρι τη θερμοπυρηνική σύντηξη μοιάζει με αυτή προς τον ορίζοντα. Πηγαίνεις, πηγαίνεις, αλλά ο προορισμός παραμένει μακριά. Σε αυτή τη μάλλον λυπηρή σύγκριση με οδήγησε ο διάλογος που είχα κάποτε με έναν γνωστό Ρώσο επιστήμονα. Με την ελπίδα πως θα αποβάλλω αυτό τον ακούσιο προβληματισμό, βρέθηκα πρόσφατα στο ρωσικό επιστημονικό κέντρο “Kurchatovski Institut”, όπου πραγματοποιήθηκε η συνάντηση των Ρώσων επιστημόνων που συμμετέχουν στο μεγαλόπνοο σχέδιο, με τον διευθυντή του Διεθνούς Οργανισμού ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), Οσάμου Μοτοντζίμα.
Ο κύριος Μοτοντζίμα κατέχει αυτή τη θέση από τον Ιούλιο του 2010, ενώ προηγουμένως, ήταν επικεφαλής στη χώρα του -στην Ιαπωνία- του Εθνικού Ινστιτούτου Θερμοπυρηνικών Ερευνών. Οπως λέγει ο ίδιος, έμαθε τα ρωσικά από τα νεανικά του χρόνια, προκειμένου να έχει περισσότερες πιθανότητες για επικοινωνία πάνω σε επαγγελματικά θέματα με ειδικούς από τη Ρωσία. Και παρά το γεγονός ότι τη βασική του παρουσίαση για τη σημερινή κατάσταση του έργου ITER την έκανε στην αγγλική, αυτό δεν τον εμπόδισε να εξάρει τις προσπάθειες των Ρώσων συμμετεχόντων στο πρόγραμμα, που, όπως ανέφερε, «προσφέρουν ανεκτίμητη συμβολή στη συνολική επιτυχία του έργου».
Θερμοπυρηνική ενέργεια
«Η θερμοπυρηνική ενέργεια σήμερα δεν αποτελεί μια μακρινή προοπτική, αλλά έναν πολύ κοντινό στόχο, τον οποίο προσπαθούμε να πετύχουμε», δήλωσε ο Οσάμου Μοτοντζίμα. «Το τραίνο του ITER», σύμφωνα με τη ν έκφρασή του, «ανέπτυξε ταχύτητα». Προς επιβεβαίωση των λόγων του, ο κ.Μοτοντζίμα κράτησε την παρουσίαση σε «σιδηροδρομική» τροχιά, τοποθετώντας όλους του μετέχοντες του ITER στα βαγόνια και καταλαμβάνοντας ο ίδιος την καμπίνα του μηχανοδηγού.
Ο ακαδημαϊκός Εβγκένι Βελιχόφ, ο οποίος ήταν παρών από τις αρχές αυτού του έργου, ηγούνταν για αρκετό διάστημα του Συμβουλίου του ITER, και χωρίς την παρουσία του θα ήταν δύσκολο να φανταστεί κανείς την πρόσφατη συγκέντρωση στο Kurchatovski Institut, υποστήριξε τον συνάδελφό του. Και παρότι τα τελευταία χρόνια «αποδείχθηκαν δύσκολα» σύμφωνα με τον ίδιο, μια και υπήρχαν προβλήματα στη χρηματοδότηση, σήμερα τα προβλήματα αυτά έχουν σε μεγάλο βαθμό επιλυθεί. «Τώρα όλη η διαδρομή είναι ορατή ως το τέλος της, είναι ανοιχτή και ευκρινής όσο αφορά τα οικονομικά μέσα, τον εξοπλισμό, την οργάνωση», δήλωσε με έμφαση ο ακαδημαϊκός Βελιχόφ.
Ο ITER θεωρείται η τεχνολογική πλατφόρμα για τους μελλοντικούς θερμοπυρηνικούς ηλεκτρικούς σταθμούς. Όσοι έχουν συμμετάσχει επίσημα στο πρόγραμμα θα λάβουν ίση πρόσβαση σε όλες τις γνώσεις, οι οποίες θα παραχθούν στη διαδικασία της κατασκευής του πειραματικού αντιδραστήρα. Στην κατασκευή του αντιδραστήρα ITER, ο οποίος έχει αποφασιστεί να γίνει στο έδαφος της Γαλλίας στην τοποθεσία Κανταράς, συμμετέχουν οι χώρες της ΕΕ συν η Ελβετία και έξι ακόμη παγκόσμιες δυνάμεις: Η Ινδία, η Κίνα, η Ρωσία, οι ΗΠΑ, η Νότια Κορέα και η Ιαπωνία. Πολλές μονάδες και συστήματα του αντιδραστήρα κατασκευάζονται συνεταιρικά από διάφορα κράτη, ενώ κάποιες σημαντικές εργασίες έχουν αναλάβει ξεχωριστά κάποιες από τις χώρες.
Η Ινδία, συγκεκριμένα, αναπτύσσει για τον ITER ένα μοναδικό σύστημα ψύξης, τον κρυοστάτη. Η συμφωνία για την προμήθειά του δεν έχει υπογραφεί ακόμη, αλλά αυτό θα γίνει πολύ σύντομα, θεωρούν οι επιβλέποντες το έργο. Από το ρωσικό Φυσικό και Τεχνικό Ινστιτούτο, İoffe, αναπτύχθηκε και θα παραδοθεί προς χρήση στον διεθνή θερμοπυρηνικό αντιδραστήρα ένα μοναδικό σύστημα διάγνωσης του πλάσματος. Τη σχετική συμφωνία υπέγραψαν ο Οσάμου Μοτοντζίμα και ο επικεφαλής του ρωσικού Πρακτορείου ITER, Ανατόλι Κρασίλνικοφ.
Σταθμός το 2050
Το νέο σύστημα για τον ITER θα παραδοθεί το 2016, ενώ το έγγραφο που υπεγράφη στη Μόσχα, σύμφωνα με τον Ανατόλι Κρασίλνικοφ, «δίνει τη νομική δυνατότητα» για την έναρξη των εργασιών κατασκευής του. Ο επικεφαλής του Διεθνούς Οργανισμού ITER σημείωσε επίσης ότι οι προθεσμίες των παραδόσεων που αναφέρονται στις συμφωνίες, δεν πρέπει να αναθεωρηθούν ή να μετατεθούν.
Ο ITER είναι η πρώτη μεγάλη προσπάθεια χρησιμοποίησης της θερμοπυρηνικής αντίδρασης. Της συγχώνευσης των πυρήνων του δευτερίου και του τριτίου, ισοτόπων του υδρογόνου. Πρόκειται δηλαδή για τη δημιουργία σε γήινες συνθήκες αυτού που συμβαίνει διαρκώς στον ήλιο και το οποίο και θα δώσει στην ανθρωπότητα μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας.
Οι διεθνείς διαβουλεύσεις και διαπραγματεύσεις πάνω στο αντικείμενο αυτό συνεχίζονται σε διάφορες μορφές εδώ και περισσότερα από 20 χρόνια. Και μόλις το 2006 υπεγράφη τελικά η διακυβερνητική συμφωνία για την κατασκευή της πειραματικής θερμοπυρηνικής εγκατάστασης. Οι ευρωπαϊκές χώρες συνεισφέρουν περίπου το 45% από το μέγεθος της χρηματοδότησης του έργου. Το μερίδιο της Ρωσίας αντιπροσωπεύει περίπου το 10% του συνολικού ποσού, και δεν θα επενδυθεί σε χρήματα, αλλά με εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας.
Η ολοκλήρωση της κατασκευής στο Κανταράς υπολογίζεται το 2016, ενώ το συνολικό κόστος είχε αρχικά εκτιμηθεί στα 5 δις. ευρώ. Σήμερα έχει σχεδόν διπλασιαστεί και μπορεί πλέον να συγκριθεί με το κόστος κατασκευής του πυρηνικού εργοστασίου των δύο ενεργειακών μπλοκ στο Ακούγιου της Τουρκίας (συνολικής ισχύος πάνω από 2000 μεγαβάτ). Από μια άποψη, τα έξοδα είναι μεγάλα. Από την άλλη πλευρά, τι είναι για την ΕΕ και μαζί επτά άλλα ανεπτυγμένα κράτη να κατασκευάσουν από κοινού έναν τυπικής σχεδίασης πυρηνικό σταθμό;
Το έργο, όμως, δεν είναι πειραματικό, και μέχρι σήμερα προκαλεί πολλά ερωτηματικά σε ειδικούς και επιστήμονες από διάφορες χώρες. Μάλιστα, δεν αποτελεί μυστικό ότι όλα αυτά τα ερωτηματικά, καθώς και τα αναπόφευκτα προβλήματα που προκύπτουν –επιστημονικής, τεχνικής και οργανωτικής φύσης- πρέπει να αντιμετωπίζονται με ιδιαίτερη προσήλωση από όλα τα μέλη της διεθνούς συνεργασίας. Στις περισσότερες περιπτώσεις, όπως υποστήριξαν οι Μοτοντζίμα και Βελιχόφ, η εξεύρεση της λύσης στάθηκε δυνατή μόνο υπό συνθήκες συναίνεσης, και αυτό είναι μια διαδικασία που απαιτεί χρόνο, εγκράτεια και σκληρή δουλειά από όλους του επιβάτες της αμαξοστοιχίας, μαζί με τον μηχανοδηγό.
Γι’ αυτούς ακριβώς τους λόγους οι προθεσμίες κατασκευής του ITER και επομένως, ο χρόνος έναρξης των πειραμάτων σε αυτόν, μετατέθηκαν. Το πρώτο πλάσμα, σύμφωνα με τον Οσάμου Μοτοντζίμα, πρέπει να έχει ληφθεί το 2020. Το ξεκίνημα της συνεχούς λειτουργίας με καύσιμο δευτερίου και τριτίου έχει προγραμματιστεί για το 2027. Και τότε μόνο, εάν όλα κυλήσουν σύμφωνα με τον σχεδιασμό, ο θερμοπυρηνικός -πειραματικός- αντιδραστήρας στο Κανταράς θα μπορέσει να παράγει έως 500 μεγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας. Ενας πλήρης από κάθε πλευρά ηλεκτρικός σταθμός με χρήση της θερμοπυρηνικής σύντηξης, όπως εκτιμούν οι επικεφαλείς του Διεθνούς Οργανισμού ITER, θα σταθεί δυνατό να κατασκευαστεί στα μέσα του αιώνα που διανύουμε.
Τι είναι το πρόγραμμα ITER
Το πρόγραμμα ITER είναι η συνεργασία των κρατών που έχουν θέσει ως στόχο τη δημιουργία για την ανθρωπότητα μιας ανεξάντλητης πηγής ενέργειας. Καθότι, από μια μονάδα βάρους θερμοπυρηνικού καυσίμου παράγεται περίπου 10 εκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από ότι με την καύση ίδιας ποσότητας ορυκτού καυσίμου, και περίπου 100 φορές περισσότερη από ότι με τη διάσπαση των πυρήνων του ουρανίου.
Ωστόσο, σε αντίθεση με τους σημερινούς συνήθεις αντιδραστήρες, στους οποίους γίνεται η διάσπαση των πυρήνων και τότε απελευθερώνεται ενέργεια, στον θερμοπυρηνικό αντιδραστήρα οι διαδικασίες είναι πολύ πιο σύνθετες. Η σύντηξη των πυρήνων του δευτερίου και του τριτίου, των ισοτόπων του υδρογόνου, είναι δυνατή μόνο σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, μέχρι τους 150 εκατ. βαθμούς. Παράλληλα, ένα από τα δυσκολότερα σημεία, είναι η συγκράτηση του πλάσματος ώστε να αυτοσυντηρούνται οι αντιδράσεις θερμοπυρηνικής σύντηξης. Ο πρακτικός στόχος του ITER είναι να επιβεβαιώσει ότι είναι τεχνικά εφικτές οι λύσεις που περιέχονται στο πρόγραμμα, και ότι είναι κατάλληλες για τη δημιουργία βιομηχανικών θερμοπυρηνικών ηλεκτρικών σταθμών μελλοντικά.
Ο αντιδραστήρας της σύντηξης
Το μέγεθος του αντιδραστήρα καθέτως, είναι 30 μέτρα. Τα πιο ογκώδη τμήματά του, είναι τα μπλοκ για τη συγκράτηση του πλάσματος. Οι διαστάσεις τους είναι 12х8х8 μέτρα, και το βάρος 600 τόνοι. Επιμέρους τμήματα μαγνητών κυμαίνονται επίσης από 200 έως 450 τόνους. Για την ψύξη όλων των συστημάτων του ITER χρειάζονται 33 χιλιάδες κυβικά μέτρα νερού την ημέρα. Για την ασφαλή μεταφορά του ογκώδους και βαρέως εξοπλισμού στο Κανταράς ήταν αναγκαία η ανακατασκευή και ενίσχυση της οδικής διαδρομής των 96 χιλιομέτρων που χωρίζει τον χώρο εγκατάστασης από το πλησιέστερο γαλλικό λιμάνι. Επίσης, διευρύνθηκαν και ενισχύθηκαν 26 γέφυρες και δημιουργήθηκαν οδοί προκειμένου να παρακαμφθούν οι σήραγγες που παρεμβάλλονται στη διαδρομή.
http://rbth.gr/articles/2012/04/19/to_peirama_poy_tha_allaksei_ti_zoi_ma_15049.html
