Ο πρώτος εμπορικός σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης θα είναι έτοιμος στις αρχές της δεκαετίας του 2030. Αυτό τουλάχιστον υπόσχεται η CFS (Commonwealth Fusion Systems), η εταιρεία που δημιουργήθηκε από ερευνητές του MIT και αναπτύσσει τον πειραματικό αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης SPARC (Small Plasma Accelerator and Reactor Compact). Θα στεγαστεί στην κομητεία Chesterfield της Virginia (ΗΠΑ) και θα παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε πάνω από 150.000 σπίτια.
Μάλιστα, το 2026 σχεδιάζουν ότι ο αντιδραστήρας θα είναι σε θέση να περιορίσει το πλάσμα και να δημιουργήσει τις αυστηρές συνθήκες που είναι απαραίτητο να επιτευχθούν στο εσωτερικό του θαλάμου κενού για την επιτυχή ολοκλήρωση της αντίδρασης τήξης.
«Θα είναι μια ιστορική στιγμή. Στις αρχές της δεκαετίας του 2030, όλα τα βλέμματα θα είναι στραμμένα στην περιοχή του Richmond, και πιο συγκεκριμένα στην κομητεία Chesterfield της Virginia, επειδή θα είναι το μέρος όπου θα γεννηθεί η εμπορική ενέργεια σύντηξης», δηλώνει ο Bob Mumgaard, εκτελεστικός διευθυντής και συνιδρυτής της CFS.
Όπως και ο ITER, ο αντιδραστήρας SPARC χρησιμοποιεί τον μαγνητικό περιορισμό των πυρήνων δευτερίου και τριτίου που αποτελούν το καύσιμο που χρησιμοποιείται σε αυτή την αντίδραση μέσα σε έναν αντιδραστήρα tokamak. Αυτοί οι πυρήνες έχουν θετικό ηλεκτρικό φορτίο, οπότε ένα μαγνητικό πεδίο υψηλής ισχύος μπορεί να τους εμποδίσει να έρθουν σε άμεση επαφή με τα τοιχώματα του θαλάμου κενού στον οποίο λαμβάνει χώρα η πυρηνική σύντηξη. Και, πάνω απ’ όλα, είναι σε θέση να προσεγγίσει τους πυρήνες ό,τι είναι απαραίτητο για την κινητική του ενέργεια πρώτα, και την ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση μετά, ώστε να ξεπεραστεί η φυσική ηλεκτρική άπωση που προσπαθεί να τους χωρίσει και να πραγματοποιηθεί η σύντηξη.
Το μαγνητικό πεδίο μπορεί να κρατήσει το πλάσμα σε απόσταση, αλλά κατά καιρούς δημιουργούνται αναταράξεις στο απώτατο τμήμα αυτού του αερίου στους 150 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου που μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο την ακεραιότητα του αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης. Για να αποφευχθεί αυτό, το SPARC διαθέτει υπεραγώγιμους μαγνήτες υψηλής ισχύος και θερμοκρασίας που, σύμφωνα με τις προσομοιώσεις των ερευνητών του ΜΙΤ, καταφέρνουν να κρατήσουν αποτελεσματικά μακριά τις αναταράξεις που προκαλούν την αποσταθεροποίηση του πλάσματος.
Σύμφωνα με τον Martin Greenwald, αναπληρωτή διευθυντή του εξειδικευμένου κέντρου πυρηνικής σύντηξης του MIT και έναν από τους ιδρυτές του CFS, η ενέργεια που απαιτείται από αυτούς τους μαγνήτες για τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου που είναι υπεύθυνο για τον περιορισμό του πλάσματος είναι πολύ χαμηλότερη από εκείνη που είναι απαραίτητο να επενδυθεί σε άλλες μαγνητικές μηχανές, όπως, για παράδειγμα, αυτή που χρησιμοποιείται από τον ITER. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει στα χαρτιά στον SPARC να επιτύχει θετικό ενεργειακό ισοζύγιο, έτσι ώστε η ενέργεια που πρέπει να παρέχεται στον αντιδραστήρα για την έναρξη και τη διατήρηση της αντίδρασης σύντηξης με την πάροδο του χρόνου να είναι μικρότερη από εκείνη που παράγει.
Η πρόταση της ομάδας με επικεφαλής τον Greenwald φαίνεται υπερβολικά αισιόδοξη, αλλά έχει κάτι υπέρ της που αξίζει να μην παραβλέψουμε. Τον Οκτώβριο του 2020, οι ερευνητές του MIT και του CFS δημοσίευσαν επτά άρθρα με κριτές στο Journal of Plasma Physics, στα οποία εξηγούν τα κλειδιά της τεχνολογίας τους. Και ήδη εκείνη την εποχή ο Greenwald υπερασπίστηκε ότι τα άρθρα αυτά τους επιτρέπουν να εμπιστευτούν ότι η στρατηγική που έχουν αναπτύξει είναι αρκετά αξιόπιστη ώστε να φέρει την κατασκευή του αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης SPARC σε ασφαλές στάδιο.
Επιπλέον, το έργο αυτό έχει ένα ακόμη ατού υπέρ του: ο αντιδραστήρας tokamak του είναι πολύ μικρότερος από αυτόν που χρησιμοποιεί ο ITER, οπότε ο χρόνος που απαιτείται για την επένδυση στην κατασκευή του θα πρέπει θεωρητικά να είναι μικρότερος. Υπάρχουν ακόμη κάποια σημαντικά ερωτήματα στον αέρα, όπως, για παράδειγμα, το πώς οι μηχανικοί του CFS σχεδιάζουν να αντιμετωπίσουν την ακτινοβόληση των υλικών του μανδύα, να αναγεννήσουν το τρίτιο ή να απομακρύνουν τις ακαθαρσίες που υπάρχουν στο εσωτερικό του θαλάμου κενού, ώστε να αποφευχθεί η υποβάθμιση του πλάσματος και η απώλεια της απόδοσης της αντίδρασης σύντηξης.
[via]
