Για δεκαετίες, η πυρηνική σύντηξη ήταν το «άγιο δισκοπότηρο» της ενέργειας - μια υπόσχεση καθαρής, απεριόριστης ενέργειας που πάντα φαίνεται να απέχει «είκοσι χρόνια».
H διαδικασία της πυρηνικής σύντηξης
Η πυρηνική σύντηξη είναι η ίδια διαδικασία που τροφοδοτεί τα αστέρια, όπου άτομα υδρογόνου συγκρούονται υπό τόσο έντονη πίεση που συντήκονται. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει μια γιγάντια έκρηξη ενέργειας με μηδενικές εκπομπές άνθρακα και χωρίς μακρόβια ραδιενεργά απόβλητα. Για να το πετύχουν αυτό στη Γη, επιστήμονες στο ITER (Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας) κατασκευάζουν ένα μαγνητικό κλουβί σχεδιασμένο να παγιδεύει ένα «πλάσμα» υδρογόνου που θερμαίνεται στους 150 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου - δέκα φορές θερμότερο από τον πυρήνα του Ήλιου.
Ονομάζουν αυτό το σχέδιο tokamak. Μοιάζει με ένα ηλεκτρονικό φρούριο σε σχήμα ντόνατ και είναι αναμφισβήτητα η πιο πολύπλοκη μηχανή που έχει ποτέ συλληφθεί. Απαιτεί 20.000 προσαρμοσμένα εξαρτήματα στοιβαγμένα σαν φλούδες ενός «ατσάλινου κρεμμυδιού», το καθένα ευθυγραμμισμένο στο χιλιοστό. Ενώ κατανοούμε τη φυσική της σύντηξης, η μηχανική είναι ένα βάναυσο, υψηλού διακυβεύματος παζλ.
Για σχεδόν 1 στους 5 ανθρώπους που έχουν χάσει τόσο ένα κατοικίδιο όσο και έναν άνθρωπο, ο θάνατος του ζώου ήταν η πιο οδυνηρή απώλεια της ζωής τους. Δεν μπορούμε να λύσουμε αυτό το παζλ μόνοι μας. Χρειαζόμαστε τον «Γκοτζίλα».
Χάλυβας και Πλάσμα
Φανταστείτε ένα «κρεμμύδι από χάλυβα». Έτσι περιγράφουν οι μηχανικοί του ITER τα στρώματα των εξαρτημάτων που πρέπει να βιδωθούν, να συγκολληθούν και να ασφαλιστούν στη θέση τους μέσα στον θάλαμο πλάσματος. Αυτά τα 20.000 εξαρτήματα περιλαμβάνουν πηνία, πολλαπλές, μπλοκ θωράκισης και πάνελ «πρώτου τοιχώματος» που θα κοιτάζουν απευθείας στο πρόσωπο της πυρκαγιάς σύντηξης. Δεν υπάρχει κανένα περιθώριο λάθους.
Από την κατακόρυφη σταθεροποίηση και τα πηνία ELM έως τα μπλοκ θωράκισης και τα πάνελ πρώτου τοιχώματος, αυτό το σχέδιο δείχνει τα διαφορετικά «στρώματα συστήματος» που θα προσαρτηθούν στην εσωτερική επιφάνεια του δοχείου κενού. Δύο μεγάλες ρομποτικές μηχανές εργάζονται σε αυτό το σχέδιο: το εργαλείο συναρμολόγησης κουβέρτας στα αριστερά, ο γερανός πύργου εντός του δοχείου στα δεξιά. Πίστωση εικόνας: ITER.
Συνήθως, θα εγκαθιστούσατε αυτά τα στρώματα "κρεμμυδιού" ένα προς ένα. Αλλά με αυτόν τον ρυθμό, το έργο θα διαρκούσε αιώνες. Αντ' αυτού, ο ειδικός στη ρομποτική Raphaël Hery και η ομάδα του χρησιμοποιούν μια στρατηγική "Κυλιόμενων Κυμάτων". Είναι μια υλικοτεχνική συμφωνία όπου η συναρμολόγηση γίνεται 24 ώρες την ημέρα, έξι ημέρες την εβδομάδα, για δύο συνεχόμενα χρόνια.
Εδώ είναι που ο Godzilla κερδίζει τα προς το ζην. Με ύψος τέσσερα μέτρα και ικανότητα ανύψωσης 2,3 μετρικών τόνων, ο Godzilla είναι το απόλυτο πεδίο δοκιμών. Από τον Μάρτιο του 2026, το ρομπότ θα ξεκινήσει να δοκιμάζει πάνω από 30 διαφορετικά εργαλεία σε μακέτες που μιμούνται το περιορισμένο, σκληρό περιβάλλον του tokamak.
Τα πιο κρίσιμα χαρακτηριστικά
Το πιο κρίσιμο χαρακτηριστικό του είναι ένα πρωτότυπο "εργαλείο αλλαγής" που του επιτρέπει να εναλλάσσεται μεταξύ συγκόλλησης, βιδώματος και επιθεώρησης αυτόνομα. Σε ένα έργο όπου οι καθυστερήσεις έχουν γίνει ο κανόνας, αυτή η δυνατότητα γρήγορης εναλλαγής είναι ένας πολύ απαραίτητος επιταχυντής.
«Η ανάπτυξη ισχυρών συστημάτων και διαδικασιών για την προετοιμασία της συναρμολόγησης εντός του σκάφους είναι ένα πραγματικά κολοσσιαίο έργο», λέει ο Hery. «Και παρόλο που οι πραγματικές λειτουργίες απέχουν ακόμη χρόνια, οι ομάδες βρίσκονται υπό πολύ σφιχτό χρονοδιάγραμμα». Όταν όλα είναι έτοιμα και έτοιμα, η συμφωνία Rolling Wave θα εκτελεστεί — σχεδόν χωρίς διάλειμμα — 24 ώρες την ημέρα, 6 ημέρες την εβδομάδα για δύο χρόνια που αναμένεται.
Δίνοντας στις Μηχανές την Αίσθηση της Αφής
Ο Godzilla δεν θα εισέλθει στην πραγματικότητα στον τελικό αντιδραστήρα. είναι ο ανιχνευτής. Η δουλειά του είναι να επικυρώνει το λογισμικό και τους αισθητήρες για τα πραγματικά ρομπότ συναρμολόγησης, όπως το "Blanket Assembly Transporter" 36 τόνων που σχεδιάζεται αυτήν τη στιγμή στην Ινδία.
Το εσωτερικό ενός tokamak είναι απίστευτα στενό. Τα εξαρτήματα είναι πολύ βαριά για τους ανθρώπους και η ακρίβεια που απαιτείται για την εγκατάσταση του "Rolling Wave" ξεπερνά την ανθρώπινη συνέπεια. Αλλά το πραγματικό εμπόδιο δεν είναι καν η αντοχή - είναι η ευαισθησία.
Τα τυπικά βιομηχανικά ρομπότ είναι "χαζά". Ακολουθούν προγραμματισμένες διαδρομές με τυφλή απόδοση. Αλλά μέσα σε ένα tokamak, όπου κάθε χιλιοστό μετράει και προστίθενται συνεχώς νέα στρώματα, τα ρομπότ πρέπει να είναι σε θέση να βλέπουν και να αισθάνονται. Ο Godzilla βοηθά στην ενσωμάτωση ενός «συστήματος όρασης» που επιτρέπει στα ρομπότ να ευθυγραμμίζουν τα εργαλεία με τους στόχους μέσα στο σκάφος με χειρουργική ακρίβεια. Είναι επίσης εξοπλισμένο με έναν «αισθητήρα δύναμης και ροπής» που λειτουργεί ως μηχανική αίσθηση αφής. Αυτό επιτρέπει στο ρομπότ να «αισθανθεί» την πίεση που ασκεί. Εάν ένα εξάρτημα δεν ολισθαίνει στη θέση του σωστά, το ρομπότ θα ανιχνεύσει την αντίσταση και θα προσαρμοστεί, αντί να την πιέσει και να σπάσει ένα συγκρότημα δισεκατομμυρίων δολαρίων.
Τα διακυβεύματα είναι υψηλά
Η σύντηξη είναι πιθανώς το πιο δύσκολο πράγμα που έχουν επιχειρήσει ποτέ οι άνθρωποι. Είναι πιο περίπλοκη από τον διαστημικό αγώνα και έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο τροφοδοτούμε τον πολιτισμό μας.
Ενώ κάποτε φαινόταν σαν όνειρο, οι ερευνητές ολοένα και περισσότερο αισιόδοξοι. Για να επιτύχουμε ένα καθαρό ενεργειακό κέρδος, πρέπει να ικανοποιήσουμε το κριτήριο Lawson: ένα συγκεκριμένο όριο πυκνότητας πλάσματος, θερμοκρασίας και χρόνου περιορισμού. Αυτό απαιτεί την ανάρτηση μιας στροβιλιζόμενης σούπας ισοτόπων 150 εκατομμυρίων βαθμών μέσα σε ένα μαγνητικό «μπουκάλι» αρκετά ισχυρό για να αντισταθμίσει τις πιέσεις που μοιάζουν με τον ήλιο.
Η φυσική είναι σχετικά καλά κατανοητή. Τώρα, πρέπει να την κατασκευάσουμε, κάτι που είναι ένα τρομακτικό έργο. Αυτά τα πρωτότυπα θα περιέχουν μερικές από τις υψηλότερες θερμοκρασίες στον γαλαξία.
Ο Γκοτζίλα μπορεί να έχει ένα τρομακτικό όνομα, αλλά προαναγγέλλει μια εποχή ρομποτικής φινέτσας. Αυτή τη στιγμή παρακολουθούμε το πιο ακριβό και πιο σύνθετο κατασκευαστικό έργο στην ανθρώπινη ιστορία να μπαίνει στη φάση της «εξοπλισμού» του.
www.worldenergynews.gr
