Υπήρξε μεγάλη αναταραχή - σε μεγάλο βαθμό αναμφισβήτητη από τα μέσα ενημέρωσης - με την ανακοίνωση αυτή την εβδομάδα από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ για μια «μεγάλη επιστημονική ανακάλυψη» στην ανάπτυξη της ενέργειας σύντηξης.
«Αυτό είναι ένα επίτευγμα ορόσημο», δήλωσε η υπουργός Ενέργειας Jennifer Granholm. Το τμήμα της δελτίο τύπου είπε ότι το πείραμα στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια «παρήγαγε περισσότερη ενέργεια από τη σύντηξη από την ενέργεια λέιζερ που χρησιμοποιήθηκε για την οδήγησή της» και «θα προσφέρει ανεκτίμητες γνώσεις για τις προοπτικές της καθαρής ενέργειας σύντηξης».
«Η τεχνολογία πυρηνικής σύντηξης υπάρχει από τη δημιουργία της βόμβας υδρογόνου», σημείωσε ένα CBS News άρθρο καλύπτοντας την ανακοίνωση. «Η πυρηνική σύντηξη έχει θεωρηθεί το ιερό δισκοπότηρο της δημιουργίας ενέργειας». Και «τώρα η στιγμή του fusion φαίνεται να είναι επιτέλους εδώ», είπε το κομμάτι του CBS.
Όμως, όπως ο Δρ Daniel Jassby, επί 25 χρόνια κύριος ερευνητής φυσικός στο Princeton Plasma Physics Lab που εργάζεται στην έρευνα και ανάπτυξη της ενέργειας σύντηξης, κατέληξε σε ένα συμπέρασμα το 2017 άρθρο στο Δελτίο των Ατομικών Επιστημόνων, Η fusion power «είναι κάτι που πρέπει να αποφεύγεται».
Το άρθρο του είχε τίτλο «Αντιδραστήρας σύντηξης: Όχι αυτό που πρέπει να είναι».
«Οι αντιδραστήρες σύντηξης διαφημίζονται εδώ και καιρό ως η «τέλεια» πηγή ενέργειας», έγραψε. Και «η ανθρωπότητα πλησιάζει πολύ πιο κοντά» στην «επίτευξη αυτής της σημαντικής στιγμής κατά την οποία η ποσότητα ενέργειας που προέρχεται από έναν αντιδραστήρα σύντηξης θα υπερβαίνει σταθερά την ποσότητα που εισέρχεται, παράγοντας καθαρή ενέργεια».
«Όσο πλησιάζουμε στον στόχο μας, ωστόσο», συνέχισε ο Jassby, «είναι καιρός να αναρωτηθούμε: Είναι πραγματικά η σύντηξη μια «τέλεια» πηγή ενέργειας;» Αφού δούλεψα σε πειράματα πυρηνικής σύντηξης για 25 χρόνια στο Εργαστήριο Φυσικής Πλάσματος του Πρίνστον, άρχισα να κοιτάζω την επιχείρηση σύντηξης πιο απαθή στη συνταξιοδότησή μου. Κατέληξα στο συμπέρασμα ότι ένας αντιδραστήρας σύντηξης δεν θα ήταν τέλειος και κατά κάποιο τρόπο κοντά στο αντίθετο».
«Σε αντίθεση με αυτό που συμβαίνει» όταν συμβαίνει σύντηξη στον ήλιο, «ο οποίος χρησιμοποιεί συνηθισμένο υδρογόνο σε τεράστια πυκνότητα και θερμοκρασία», στη Γη «αντιδραστήρες σύντηξης που καίνε ισότοπα πλούσια σε νετρόνια έχουν υποπροϊόντα που κάθε άλλο παρά αβλαβή είναι», είπε.
Μια βασική ραδιενεργή ουσία στη διαδικασία σύντηξης στη Γη θα ήταν το τρίτιο, μια ραδιενεργή παραλλαγή του υδρογόνου.
Έτσι θα υπήρχαν «τέσσερα λυπηρά προβλήματα»—«ζημία από ακτινοβολία σε κατασκευές. ραδιενεργά απόβλητα; την ανάγκη για βιολογική θωράκιση· και τη δυνατότητα για την παραγωγή πλουτωνίου 239 για όπλα, προσθέτοντας έτσι την απειλή της διάδοσης των πυρηνικών όπλων, χωρίς να την μειώνουμε, όπως θα το ήθελαν οι υποστηρικτές της σύντηξης», έγραψε ο Jassby.
«Επιπλέον, εάν οι αντιδραστήρες σύντηξης είναι όντως εφικτές… θα έχουν από κοινού μερικά από τα άλλα σοβαρά προβλήματα που μαστίζουν τους αντιδραστήρες σχάσης, συμπεριλαμβανομένης της απελευθέρωσης τριτίου, των τρομακτικών απαιτήσεων ψυκτικού και του υψηλού λειτουργικού κόστους. Θα υπάρχουν επίσης πρόσθετα μειονεκτήματα που είναι μοναδικά για τις συσκευές σύντηξης: η χρήση καυσίμου (τριτίου) που δεν βρίσκεται στη φύση και πρέπει να αναπληρωθεί από τον ίδιο τον αντιδραστήρα. και αναπόφευκτες επιτόπιες αποστραγγίσεις ρεύματος που μειώνουν δραστικά την ηλεκτρική ενέργεια που διατίθεται προς πώληση».
«Η κύρια πηγή τριτίου είναι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες σχάσης», συνέχισε. Το τρίτιο παράγεται ως απόβλητο σε συμβατικούς πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Βασίζονται στη διάσπαση των ατόμων, τη σχάση, ενώ η σύντηξη περιλαμβάνει τη σύντηξη ατόμων.
«Εάν υιοθετηθεί, η σύντηξη με βάση το δευτέριο-τρίτιο θα ήταν η μόνη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας που δεν εκμεταλλεύεται ένα φυσικό καύσιμο ή δεν μετατρέπει μια φυσική παροχή ενέργειας όπως η ηλιακή ακτινοβολία, ο άνεμος, το νερό που πέφτει ή η γεωθερμία. Με μοναδικό τρόπο, το συστατικό τρίτιο του καυσίμου σύντηξης πρέπει να παράγεται στον ίδιο τον αντιδραστήρα σύντηξης», δήλωσε ο Jassby.
Σχετικά με τη διάδοση των πυρηνικών όπλων, "Η ανοιχτή ή λαθραία παραγωγή πλουτωνίου 239 είναι δυνατή σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης απλώς με την τοποθέτηση φυσικού ή απεμπλουτισμένου οξειδίου του ουρανίου σε οποιαδήποτε τοποθεσία όπου πετούν νετρόνια οποιασδήποτε ενέργειας. Ο ωκεανός των επιβραδυνόμενων νετρονίων που προκύπτει από τη διασπορά των νετρονίων σύντηξης ροής στο δοχείο αντίδρασης διαπερνά κάθε γωνιά και σχισμή του εσωτερικού του αντιδραστήρα, συμπεριλαμβανομένων των εξαρτημάτων στο δοχείο αντίδρασης.
Όσον αφορά τα «επιπρόσθετα μειονεκτήματα που μοιράζονται με τους αντιδραστήρες σχάσης», σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης: «Το τρίτιο θα διασκορπιστεί στις επιφάνειες του δοχείου αντίδρασης, στους εγχυτήρες σωματιδίων, στους αγωγούς άντλησης και σε άλλα προσαρτήματα. Διάβρωση στο σύστημα ανταλλαγής θερμότητας ή διάρρηξη στους αγωγούς κενού του αντιδραστήρα θα μπορούσε να οδηγήσει στην απελευθέρωση ραδιενεργού τριτίου στην ατμόσφαιρα ή στους τοπικούς υδάτινους πόρους. Το τρίτιο ανταλλάσσεται με υδρογόνο για να παράγει τριτιωμένο νερό, το οποίο είναι βιολογικά επικίνδυνο».
«Επιπλέον, υπάρχουν τα προβλήματα των απαιτήσεων ψυκτικού υγρού και η κακή απόδοση νερού», συνέχισε. «Ένας αντιδραστήρας σύντηξης είναι ένας θερμοηλεκτρικός σταθμός που θα απαιτούσε τεράστιες απαιτήσεις σε υδάτινους πόρους για τον δευτερεύοντα βρόχο ψύξης που παράγει ατμό, καθώς και για την αφαίρεση θερμότητας από άλλα υποσυστήματα αντιδραστήρα, όπως κρυογονικά ψυγεία και αντλίες….Στην πραγματικότητα, ένας αντιδραστήρας σύντηξης θα είχε τη χαμηλότερη απόδοση νερού από οποιονδήποτε τύπο θερμοηλεκτρικού σταθμού, είτε ορυκτών είτε πυρηνικών. Με τις συνθήκες ξηρασίας να εντείνονται σε διάφορες περιοχές του κόσμου, πολλές χώρες δεν μπορούσαν να συντηρήσουν φυσικά μεγάλους αντιδραστήρες σύντηξης».
«Και όλα τα παραπάνω σημαίνουν ότι οποιοσδήποτε αντιδραστήρας σύντηξης θα αντιμετωπίσει μεγάλο κόστος λειτουργίας», έγραψε.
«Η λειτουργία του αντιδραστήρα σύντηξης θα απαιτήσει προσωπικό του οποίου η τεχνογνωσία προηγουμένως απαιτούνταν μόνο για εργασίες σε μονάδες σχάσης - όπως ειδικοί ασφαλείας για την παρακολούθηση θεμάτων ασφαλείας και ειδικοί εργαζόμενοι για την απόρριψη ραδιενεργών αποβλήτων. Θα απαιτηθεί πρόσθετο εξειδικευμένο προσωπικό για τη λειτουργία των πιο περίπλοκων υποσυστημάτων ενός αντιδραστήρα σύντηξης, συμπεριλαμβανομένων των κρυογονικών, της επεξεργασίας τριτίου, του εξοπλισμού θέρμανσης πλάσματος και των περίπλοκων διαγνωστικών. Οι αντιδραστήρες σχάσης στις Ηνωμένες Πολιτείες απαιτούν συνήθως τουλάχιστον 500 μόνιμους υπαλλήλους σε τέσσερις εβδομαδιαίες βάρδιες και οι αντιδραστήρες σύντηξης θα απαιτούν περισσότερους από 1,000. Αντίθετα, μόνο μια χούφτα ανθρώπων απαιτείται να λειτουργούν υδροηλεκτρικά εργοστάσια, μονάδες καύσης φυσικού αερίου, ανεμογεννήτριες, ηλιακούς σταθμούς και άλλες πηγές ενέργειας», έγραψε.
«Πολλαπλές επαναλαμβανόμενες δαπάνες περιλαμβάνουν την αντικατάσταση εξαρτημάτων που έχουν υποστεί βλάβη από την ακτινοβολία και το πλάσμα στη μαγνητική σύντηξη περιορισμού και την κατασκευή εκατομμυρίων καψουλών καυσίμου για κάθε αντιδραστήρα σύντηξης αδράνειας περιορισμού ετησίως. Και κάθε τύπος πυρηνικού σταθμού πρέπει να διαθέσει χρηματοδότηση για τον παροπλισμό στο τέλος του κύκλου ζωής τους καθώς και για την περιοδική διάθεση ραδιενεργών αποβλήτων».
«Είναι αδιανόητο το συνολικό κόστος λειτουργίας ενός αντιδραστήρα σύντηξης να είναι μικρότερο από αυτό ενός αντιδραστήρα σχάσης, και επομένως το κόστος κεφαλαίου ενός βιώσιμου αντιδραστήρα σύντηξης πρέπει να είναι κοντά στο μηδέν (ή να επιδοτείται σε μεγάλο βαθμό) σε μέρη όπου το κόστος λειτουργίας μόνο των αντιδραστήρων σχάσης δεν είναι ανταγωνιστικοί με το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από μη πυρηνική ενέργεια και έχουν ως αποτέλεσμα το κλείσιμο των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας», δήλωσε ο Jassby.
Συνοψίζοντας, οι αντιδραστήρες σύντηξης αντιμετωπίζουν μερικά μοναδικά προβλήματα: έλλειψη φυσικού καυσίμου (τρίτιο) και μεγάλες και μη αναγώγιμες αποστράγγιση ηλεκτρικής ενέργειας…. Αυτά τα εμπόδια—μαζί με την κολοσσιαία δαπάνη κεφαλαίου και πολλά πρόσθετα μειονεκτήματα που μοιράζονται οι αντιδραστήρες σχάσης— θα κάνει τους αντιδραστήρες σύντηξης πιο απαιτητικούς για την κατασκευή και τη λειτουργία ή την επίτευξη οικονομικής πρακτικότητας από οποιονδήποτε άλλο τύπο γεννήτριας ηλεκτρικής ενέργειας».
«Η σκληρή πραγματικότητα της σύντηξης διαψεύδει τους ισχυρισμούς των υποστηρικτών της για «απεριόριστη, καθαρή, ασφαλή και φθηνή ενέργεια». Η επίγεια ενέργεια σύντηξης είναι δεν η ιδανική πηγή ενέργειας που εξυμνείται από τους ενισχυτές της», δήλωσε ο Jassby.
Νωρίτερα φέτος, θέτοντας το ζήτημα της έλλειψης καυσίμου τριτίου για τους αντιδραστήρες σύντηξης, Επιστήμη, μια δημοσίευση της Αμερικανικής Ένωσης για την Προώθηση της Επιστήμης, δημοσίευσε ένα άρθρο με τίτλο: «ΕΞΑΝΤΡΑ ΑΕΡΙΟ, Η έλλειψη καυσίμου τριτίου μπορεί να αφήσει ενέργεια σύντηξης με άδεια δεξαμενή». Αυτό το κομμάτι, τον Ιούνιο, ανέφερε το υψηλό κόστος του «σπάνιου ραδιενεργού ισοτόπου τριτίου…Σε 30,000 δολάρια ανά γραμμάριο, είναι σχεδόν τόσο πολύτιμο όσο ένα διαμάντι, αλλά για τους ερευνητές σύντηξης αξίζει να το πληρώσουν. Όταν το τρίτιο συνδυάζεται σε υψηλές θερμοκρασίες με το αδελφό του δευτέριο, τα δύο αέρια μπορούν να καούν όπως ο Ήλιος».
Στη συνέχεια, υπάρχει ρύθμιση των αντιδραστήρων σύντηξης. Ένα άρθρο πέρυσι στο MIT Science Policy Review σημείωσε: «Η ενέργεια σύντηξης διαφημίζεται εδώ και πολύ καιρό ως πηγή ενέργειας ικανή να παράγει μεγάλες ποσότητες καθαρής ενέργειας…Παρά αυτή την υπόσχεση, η ενέργεια σύντηξης δεν έχει καρποφορήσει μετά από έξι δεκαετίες έρευνας και ανάπτυξης λόγω συνεχιζόμενων επιστημονικών και τεχνικών προκλήσεων. Οι σημαντικές ιδιωτικές επενδύσεις σε εμπορικές νεοφυείς επιχειρήσεις σύντηξης σηματοδοτούν ένα ανανεωμένο ενδιαφέρον για τις προοπτικές βραχυπρόθεσμης ανάπτυξης της τεχνολογίας σύντηξης. Ωστόσο, η επιτυχής ανάπτυξη της ενέργειας σύντηξης θα απαιτήσει ένα κατάλληλο ρυθμιστικό πλαίσιο για τη διασφάλιση της δημόσιας ασφάλειας και της οικονομικής βιωσιμότητας».
«Οι κανονισμοί σχετικά με τον κίνδυνο ενσωματώνουν πληροφορίες κινδύνου από πιθανολογικές αναλύσεις ασφάλειας για να διασφαλίσουν ότι οι κανονισμοί είναι κατάλληλοι για τον πραγματικό κίνδυνο μιας δραστηριότητας», είπε η άρθρο. «Παρά τα οφέλη από την υιοθέτηση ενός πλαισίου ενημερωμένου σχετικά με τον κίνδυνο για μια ώριμη βιομηχανία σχάσης, η χρήση κανονισμών που ενημερώνονται σχετικά με τον κίνδυνο για την αδειοδότηση εμπορικής τεχνολογίας σύντηξης πρώτης γενιάς θα μπορούσε να είναι επιζήμια για τον στόχο της οικονομικής βραχυπρόθεσμης ανάπτυξης της σύντηξης. Η εμπορική τεχνολογία σύντηξης έχει ανεπαρκή επιχειρησιακή και ρυθμιστική βάση εμπειρίας για να υποστηρίξει την ταχεία και αποτελεσματική χρήση κανονισμών που ενημερώνονται σχετικά με τον κίνδυνο».
Παρά τις ευρέως διαδεδομένες επευφημίες από τα μέσα ενημέρωσης σχετικά με την ανακοίνωση του fusion της περασμένης εβδομάδας, υπήρξαν κάποια μετρημένα σχόλια στα μέσα ενημέρωσης. Arianna Skibell της Politico έγραψε ένα κομμάτι με τίτλο «Εδώ είναι ένας έλεγχος πραγματικότητας για την πυρηνική σύντηξη». Είπε ότι «υπάρχουν τρομακτικά επιστημονικά και μηχανικά εμπόδια για την ανάπτυξη αυτής της ανακάλυψης σε μηχανήματα που μπορούν οικονομικά να μετατρέψουν μια αντίδραση σύντηξης σε ηλεκτρική ενέργεια για το δίκτυο. Αυτό τοποθετεί το fusion στην κατηγορία του «ίσως μια μέρα».
"Ακολουθούν μερικοί λόγοι για να μετριαστούν οι προσδοκίες ότι αυτή η σημαντική ανακάλυψη θα επιφέρει οποιαδήποτε γρήγορη πρόοδο στην αντιμετώπιση της κλιματικής έκτακτης ανάγκης", δήλωσε ο Skibell. «Πρώτα και κύρια, όπως έχουν προειδοποιήσει οι επιστήμονες του κλίματος, ο κόσμος δεν έχει δεκαετίες να περιμένει έως ότου η τεχνολογία είναι δυνητικά βιώσιμη για να μηδενίσει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου». Ανέφερε ότι ο επιστήμονας του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια, Μάικλ Μαν, σχολίασε: «Θα ήμουν πιο ενθουσιασμένος με μια ανακοίνωση ότι οι ΗΠΑ τερματίζουν τις επιδοτήσεις ορυκτών καυσίμων».
Ο Henry Fountain στο δικό του New York Times ηλεκτρονική στήλη "Κλίμα Εμπρός", Έγραψε πώς «ο κόσμος χρειάζεται να μειώσει απότομα τις εκπομπές [άνθρακα] σύντομα…Έτσι, ακόμη κι αν οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας σύντηξης γίνουν πραγματικότητα, πιθανότατα δεν θα συμβεί εγκαίρως για να αποτρέψουμε τις βραχυπρόθεσμες επιδεινούμενες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Είναι πολύ καλύτερο, λένε πολλοί επιστήμονες και υπεύθυνοι για τη χάραξη πολιτικής, να επικεντρωθούμε στις διαθέσιμες τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια, για να βοηθήσουμε στην επίτευξη αυτών των στόχων εκπομπών».
«Εάν λοιπόν η σύντηξη δεν είναι μια γρήγορη λύση για το κλίμα, θα μπορούσε να είναι μια πιο μακροπρόθεσμη λύση για τις ενεργειακές ανάγκες του κόσμου;» αυτός συνέχισε. «Ίσως, αλλά το κόστος μπορεί να είναι ένα ζήτημα. Η National Ignition Facility στο Livermore, όπου διεξήχθη το πείραμα, κατασκευάστηκε για 3.5 δισεκατομμύρια δολάρια.
Το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore έχει μακρά ιστορία με τη σύντηξη. Εκεί, υπό τον πυρηνικό φυσικό Έντουαρντ Τέλερ, ο οποίος έγινε διευθυντής της, αναπτύχθηκε η βόμβα υδρογόνου. Πράγματι, έχει χαρακτηριστεί εδώ και καιρό ως «ο πατέρας της βόμβας υδρογόνου». Η βόμβα υδρογόνου χρησιμοποιεί σύντηξη ενώ η ατομική βόμβα, την οποία ο Τέλερ εργάστηκε νωρίτερα στο Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος, χρησιμοποιεί τη σχάση. Η ανάπτυξη ατομικών βομβών στο Los Alamos οδήγησε σε ένα πυρηνικό παρακλάδι: πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που χρησιμοποιούν σχάση.
Το ZNetwork χρηματοδοτείται αποκλειστικά από τη γενναιοδωρία των αναγνωστών του.
Κάνε μια δωρεά