Η Νότια Κορέα ενεργοποιεί το «Hell Machine»: Λειτουργεί στους 120.000.000 ºC για να παράγει αυτό

Η επιστήμη της Νότιας Κορέας έγινε πρόσφατα πρωτοσέλιδο με μια πρωτοφανή πρόοδο στην τεχνολογία πυρηνικής σύντηξης. Το Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), ή αυτό που οι άνθρωποι αποκαλούν «τεχνητό ήλιο», έφτασε τους 120.000.000 ºC για την ανάπτυξη μιας φιλικής προς το περιβάλλον πράσινης ενέργειας.

Αυτό κάνει την επίτευξη της ελεγχόμενης χρήσης της ενέργειας του άστρου λίγο πιο κοντά στο να γίνει πραγματικότητα. Τώρα, ας δούμε τι κάνει αυτό το επίτευγμα μοναδικό και τι σημαίνει για τον υπόλοιπο κόσμο.

Σπάζοντας ρεκόρ με υπέρθερμο πλάσμα: Το μνημειώδες άλμα του KSTAR

Το KSTAR έσπασε πρόσφατα το ρεκόρ θερμοκρασίας του, το οποίο έφτασε τους 120.000.000 ºC και διατηρήθηκε για 48 δευτερόλεπτα, ενώ αυτός ο γερμανικός αντιδραστήρας σύντηξης δεν μπορεί να το κάνει. Βελτίωσε το ρεκόρ του για τον περιορισμό του πλάσματος από 31 δευτερόλεπτα το 2021, αποδεικνύοντας την πρόοδο που έχει σημειωθεί στον τομέα. Το πλάσμα συγκρατείται σε ένα περίβλημα σε σχήμα «ντόνατ» από μαγνητικά πεδία που αναπαράγουν τις διαδικασίες που τροφοδοτούν τον ήλιο σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα.

Η επιτυχία βασίζεται σε αλλαγές στα μέρη του αντιδραστήρα, όπως οι εκτροπείς βολφραμίου που απομακρύνουν αποτελεσματικά τη θερμότητα και άλλες ακαθαρσίες. Το βολφράμιο με υψηλή θερμοκρασία τήξης αντικαθιστά τον άνθρακα για την ενίσχυση των εφαρμογών υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής καταπόνησης. Με αυτές τις βελτιώσεις, το KSTAR θα μπορούσε να χειριστεί τα ζητήματα της σταθερότητας του πλάσματος, πλησιάζοντας πιο κοντά στο στόχο της βιώσιμης σύντηξης.

Ο αντιδραστήρας στοχεύει σε ακόμη πιο σημαντικά ορόσημα: υποστήριξη πλάσματος για 300 δευτερόλεπτα μέχρι το 2026. Αυτό θα ωφελήσει τις πρακτικές εφαρμογές επειδή είναι μεγαλύτερο από οποιοδήποτε άλλο πείραμα και θα φέρει επανάσταση στην παγκόσμια έρευνα για τη σύντηξη.

Γιατί η πυρηνική σύντηξη μπορεί να φέρει επανάσταση στην παραγωγή ενέργειας

Η ενέργεια σύντηξης μπορεί δυνητικά να αποτελέσει μια από τις πλουσιότερες και καθαρότερες πηγές ενέργειας. Διαφέρει από την κανονική πυρηνική σχάση που τραβάει ένα άτομο σε κομμάτια, με αποτέλεσμα την παραγωγή επικίνδυνων αποβλήτων. Ακόμα, η σύντηξη ενώνει τα άτομα υδρογόνου για να σχηματίσουν ήλιο και, κατά τη διαδικασία, απελευθερώνει τεράστια ενέργεια χωρίς μακροχρόνιες ραδιενεργές συνέπειες. Αυτό την καθιστά βασική λύση για τα ενεργειακά ζητήματα στο μέλλον και, ως εκ τούτου, αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο των βιώσιμων ενεργειακών λύσεων.

Η πρόοδος της Νότιας Κορέας εντάσσεται στην παγκόσμια τάση της προσπάθειας να γίνει η ενέργεια σύντηξης εμπορική πραγματικότητα. Για παράδειγμα, η KSTAR έχει βελτιώσει τον ITER της Γαλλίας. Οι επιστήμονες στοχεύουν στην ανταλλαγή καινοτομιών για την αντιμετώπιση των μακροχρόνιων προκλήσεων της σύντηξης, συμπεριλαμβανομένης της διατήρησης πλάσματος σε αστρικές θερμοκρασίες και πιέσεις για μεγάλη διάρκεια.

Ακόμη και αν βρίσκονται ακόμη σε νηπιακό στάδιο, οι τεχνολογίες αυτές υπόσχονται ένα καλύτερο μέλλον για την ενεργειακή βιομηχανία. Δυνάμεις όπως η σύντηξη οι επαγγελματίες θεωρούν ως βασικό άξονα για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, την περικοπή της χρήσης ορυκτών καυσίμων και τη διασφάλιση της ενεργειακής ασφάλειας σε παγκόσμιο επίπεδο.

Προκλήσεις και δρόμος για την ενέργεια σύντηξης

Τα τελευταία χρόνια, η εμπορική αξιοποίηση της ενέργειας σύντηξης υπήρξε πρόκληση. Η προσομοίωση των συνθηκών των αστέρων στη Γη σημαίνει την επίλυση πολυάριθμων μηχανικών και επιστημονικών προβλημάτων. Μία από τις σημαντικές προκλήσεις είναι η επίτευξη ενός «νεκρού σημείου», όπου ο αντιδραστήρας παράγει περισσότερη ενέργεια από όση του αφαιρείται- αυτό επιτεύχθηκε μόλις πρόσφατα, αλλά σε παλμούς, από την Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης που εδρεύει στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Το υψηλό κόστος και η πολυπλοκότητα του περιορισμού του πλάσματος επιβραδύνουν επίσης την ανάπτυξη της τεχνολογίας. Η σύντηξη λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασίες υψηλότερες από εκείνες του πυρήνα του ήλιου, αλλά η πίεση είναι χαμηλότερη στη Γη. Για δεκαετίες, η δοκιμή και το λάθος έχουν διατηρήσει μια τόσο υψηλή θερμοκρασία χωρίς να επηρεάζεται η διαδικασία σύντηξης.

Παρόλα αυτά, η αισιοδοξία περισσεύει. Όλα αυτά είναι εφικτά, αν υπάρξει παγκόσμια συνεργασία και προσπάθεια και αν γίνουν συνεχείς επενδύσεις για την υλοποίηση της ενέργειας σύντηξης σε αυτόν τον αιώνα. Ο KSTAR, ο αντιδραστήρας στη Νότια Κορέα, είναι ένας φάρος ελπίδας που οι επιστήμονες θα πρέπει να προσπαθήσουν να παράγουν ακόμη πιο εξαιρετικά αποτελέσματα. Αυτό το εργοστάσιο είχε επίσης πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, γι' αυτό και υπάρχει ένα τεράστιο επενδυτικό σχέδιο για να τεθεί και πάλι σε λειτουργία.

Η «μηχανή της κόλασης» της Νότιας Κορέας δίνει το ρυθμό στην αναζήτηση ανανεώσιμης, ατελείωτης ενέργειας. Μέσω τέτοιων ρεκόρ στη θερμοκρασία και το πλάσμα, η KSTAR έδειξε ότι τα προβλήματα που αντιμετωπίζονται στην έρευνα για τη σύντηξη μπορούν να ξεπεραστούν.

Τούτου λεχθέντος, ορόσημα όπως αυτά αναδεικνύουν μακροπρόθεσμα τις δυνατότητες της πυρηνικής σύντηξης, ακόμη και αν η πλήρης εμπορική αξιοποίηση απέχει ίσως ακόμη τουλάχιστον δύο δεκαετίες. Εάν επιτύχει, η τεχνολογία αυτή μπορεί να επιτρέψει στη μελλοντική γενιά να ζήσει σε μια πράσινη οικονομία.