Σκεφτείτε για μια στιγμή τον Ήλιο: μια πύρινη σφαίρα τόσο τεράστια, ώστε ένα εκατομμύριο Γη θα χωρούσαν στο εσωτερικό της, που καίει σε θερμοκρασίες τις οποίες ο ανθρώπινος νους μόλις μπορεί να συλλάβει.
Οι περισσότεροι από εμάς μεγαλώσαμε θεωρώντας τον την απόλυτη πηγή θερμότητας, το σημείο αναφοράς με το οποίο συγκρίνεται οτιδήποτε καυτό.
Όμως κάτι συνέβη μέσα σε ένα μηχάνημα σε σχήμα δακτυλίου στη νότια Γαλλία που ανέτρεψε εντελώς αυτή την αντίληψη.
Και οι επιπτώσεις ξεπερνούν κατά πολύ ένα μόνο εργαστήριο, αγγίζοντας κάθε πρίζα, κάθε ποτάμι, κάθε κομμάτι ωκεανού στη Γη που φωτίζεται από τον Ήλιο.
Ένα άστρο είναι απλώς μια πολύ υπομονετική χύτρα πίεσης
Ο Ήλιος παράγει την ενέργειά του με τον ίδιο τρόπο που το κάνει πάντα: συνθλίβοντας άτομα υδρογόνου μεταξύ τους υπό σχεδόν ασύλληπτη πίεση, μέχρι αυτά να συντηχθούν σε ήλιο και να απελευθερώσουν φως και θερμότητα.
Σε θερμοκρασίες 15 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου στον πυρήνα του Ήλιου, το αέριο υδρογόνο μετατρέπεται σε πλάσμα, την τέταρτη κατάσταση της ύλης.
Το πλάσμα δεν είναι στερεό, υγρό ή αέριο. Είναι μια ηλεκτρικά φορτισμένη «σούπα» απογυμνωμένων ατομικών πυρήνων και ελεύθερων ηλεκτρονίων, και από αυτό αποτελούνται τα άστρα.
Η βαρυτική δύναμη του Ήλιου περιορίζει αυτούς τους θετικά φορτισμένους πυρήνες υδρογόνου και η ακραία θερμότητα τούς κάνει να κινούνται τόσο έντονα, ώστε συγκρούονται και συντήκονται σε βαρύτερο ήλιο.
Ο Ήλιος το κάνει αυτό εδώ και περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, καίγοντας 600 εκατομμύρια τόνους υδρογόνου κάθε δευτερόλεπτο.
Το πρόβλημα με την αντιγραφή ενός άστρου στη Γη
Οι ερευνητές ονειρεύονται την αναπαραγωγή αυτής της αντίδρασης στη Γη από τη δεκαετία του 1940.
Ένα μόνο γραμμάριο ισοτόπων υδρογόνου αποδίδει ενέργεια ισοδύναμη με 11 τόνους άνθρακα, ενώ το καύσιμο είναι ουσιαστικά απεριόριστο: το υδρογόνο που απαιτείται για τη σύντηξη μπορεί να εξαχθεί από το θαλασσινό νερό.
Πρόκειται για τον ίδιο ωκεανό που καλύπτει το 71% του πλανήτη και φιλοξενεί εκατομμύρια είδη.
Το πρόβλημα είναι ότι η αντιγραφή του Ήλιου αποδεικνύεται εξαιρετικά δύσκολη.
Οι επιστήμονες που επιδιώκουν την ελεγχόμενη σύντηξη πρέπει να θερμάνουν το πλάσμα υδρογόνου σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες από τον πυρήνα του Ήλιου, επειδή δεν μπορούν να αναπαραγάγουν την τεράστια βαρυτική πίεση ενός άστρου.
Χωρίς τη βαρύτητα να ασκεί τη συμπίεση, το πλάσμα πρέπει να οδηγηθεί σε θερμοκρασίες που ο ίδιος ο Ήλιος δεν φτάνει ποτέ στον πυρήνα του και στη συνέχεια να συγκρατηθεί σε ένα μαγνητικό κλουβί αντί για έναν αστρικό πυρήνα.
Κάθε δευτερόλεπτο σταθερής καύσης αποτελεί ένα μικρό τεχνικό θαύμα.
Ο δακτύλιος που συγκρατεί μια φωτιά την οποία κανένα τοίχωμα δεν θα μπορούσε να αγγίξει
Το μηχάνημα που κατασκεύασαν οι φυσικοί για αυτή την αποστολή ονομάζεται tokamak, ένας θάλαμος σε σχήμα δακτυλίου που διαπερνάται από ισχυρά μαγνητικά πεδία.
Τα πεδία του καθοδηγούν τα φορτισμένα σωματίδια ώστε να κινούνται κυκλικά γύρω από τον τόρο αντί να χτυπούν στα τοιχώματα, πράγμα που σημαίνει ότι το πλάσμα στην πραγματικότητα δεν αγγίζει ποτέ τον θάλαμο.
Αιωρείται μέσα σε ένα αόρατο μαγνητικό λίκνο, περιστρεφόμενο και βρυχώμενο σε θερμοκρασίες που θα εξαΰλωναν οποιοδήποτε υλικό στη Γη μέσα σε μια στιγμή.
Η διατήρηση της σταθερότητας του πλάσματος, ενώ παράλληλα διασφαλίζεται ότι κάθε επιφάνεια μπορεί να αντέξει την ακτινοβολία του χωρίς να παρουσιάσει βλάβη, κάποτε απαιτούσε τα καλύτερα μυαλά του κόσμου μόνο και μόνο για να διαρκέσει μερικά δευτερόλεπτα.
Έπειτα ήρθε το ερώτημα αν θα μπορούσε να καίει για λεπτά κάθε φορά, αρκετά ώστε να τροφοδοτήσει κάτι πραγματικό.
22 λεπτά δανεισμένου ηλιακού φωτός
Στις 12 Φεβρουαρίου 2025, το μηχάνημα WEST του CEA στο Cadarache, στη νότια Γαλλία, διατήρησε πλάσμα για περισσότερα από 22 λεπτά, καταρρίπτοντας το προηγούμενο ρεκόρ διάρκειας πλάσματος που είχε επιτευχθεί με tokamak.
Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, το πλάσμα έφτασε σε θερμοκρασία 50 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, περίπου τρεις φορές υψηλότερη από τη θερμοκρασία του πυρήνα του Ήλιου.
Το μηχάνημα δεν έκαιγε απλώς σε θερμοκρασία υψηλότερη από το άστρο που θερμαίνει κάθε ζωντανό οργανισμό στη Γη αλλά διατήρησε αυτή τη φωτιά για 1.337 δευτερόλεπτα χωρίς να καταρρεύσουν οι εσωτερικές επιφάνειες του αντιδραστήρα.
Το προηγούμενο ρεκόρ των 1.066 δευτερολέπτων είχε σημειωθεί μόλις λίγες εβδομάδες νωρίτερα από το κινεζικό tokamak EAST, πράγμα που σημαίνει ότι το WEST το ξεπέρασε κατά 25%.
Το επόμενο βήμα, το πολύ μεγαλύτερο έργο ITER, μία από τις πιο φιλόδοξες συνεργασίες καθαρής ενέργειας που έχουν συγκροτηθεί ποτέ, κατασκευάζεται στην ίδια περιοχή της Γαλλίας και έχει σχεδιαστεί ώστε να παράγει περίπου 500 μεγαβάτ ισχύος σύντηξης από περίπου 50 μεγαβάτ εισερχόμενης θερμικής ισχύος.
Αυτή η αναλογία, δηλαδή δέκα φορές περισσότερη ενέργεια που παράγεται σε σχέση με την ενέργεια που εισέρχεται, είναι ο «ιερός δισκοπότηρος» στον οποίο το ρεκόρ του WEST έφερε μετρήσιμα πιο κοντά την τεχνολογία.
Τι μπορεί να σημαίνει ένα άστρο κλεισμένο σε ένα μπουκάλι για τον ζωντανό κόσμο
Το καύσιμο υδρογόνο για τη σύντηξη προέρχεται από το νερό, πράγμα που σημαίνει ότι κάθε ωκεανός, λίμνη και ποτάμι στον πλανήτη αποτελεί, κατά μία έννοια, ένα δυνητικό απόθεμα καυσίμου που θα διαρκούσε για εκατομμύρια χρόνια.
Ένα λειτουργικό δίκτυο σύντηξης δεν θα παρήγαγε διοξείδιο του άνθρακα, μακρόβια ραδιενεργά απόβλητα ή ατμοσφαιρική ρύπανση, αφήνοντας καθαρότερα ποτάμια και καθαρότερους ουρανούς.
Τα έντομα και οι αυτόχθονες μέλισσες που εξαρτώνται από σταθερές εποχές θα είχαν μετρήσιμα καλύτερες πιθανότητες επιβίωσης.
Τεράστιες τεχνικές προκλήσεις εξακολουθούν να υπάρχουν ανάμεσα σε ένα ρεκόρ διάρκειας 22 λεπτών και έναν σταθμό παραγωγής ενέργειας που τροφοδοτεί το ηλεκτρικό δίκτυο μιας πόλης, ενώ η μεγάλη διάρκεια λειτουργίας αποτελεί μόνο ένα μέρος του παζλ.
Η παραγωγή ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα είναι ένας ακόμη βασικός δείκτης που πρέπει να κατακτηθεί.
Όμως, ένα πρωινό του Φεβρουαρίου στο Cadarache, ένα μηχάνημα στο μέγεθος ενός μικρού σπιτιού κράτησε ένα κομμάτι δανεισμένου αστρικού φωτός για περισσότερα από 22 αδιάκοπα λεπτά, και ο Ήλιος, για μία φορά, δεν ήταν ο πιο εντυπωσιακός φούρνος στον χώρο.
www.worldenergynews.gr
