Η πυρηνική σύντηξη παρουσιάζεται εδώ και δεκαετίες ως η «ιερή υπόσχεση» της καθαρής ενέργειας. Αν καταφέρει ποτέ να γίνει πραγματικότητα σε βιομηχανική κλίμακα, θα μπορούσε να προσφέρει σχεδόν ανεξάντλητη ενέργεια, χωρίς τις μακροχρόνιες ραδιενεργές συνέπειες που συνοδεύουν την κλασική πυρηνική σχάση. Ωστόσο, πίσω από τον ενθουσιασμό, κρύβονται σοβαρές τεχνικές και υλικοτεχνικές προκλήσεις. Μία από τις πιο κρίσιμες είναι η προμήθεια τριτίου, του σπάνιου ισοτόπου του υδρογόνου που αποτελεί βασικό «συστατικό» στη διαδικασία της σύντηξης.
Σε αυτό ακριβώς το πρόβλημα στοχεύει το φιλόδοξο σχέδιο του Terence Tarnowsky, πυρηνικού φυσικού στο Los Alamos National Laboratory. Ο Tarnowsky θα παρουσιάσει την πρότασή του στο συνέδριο ACS Fall 2025, προτείνοντας μια ριζοσπαστική ιδέα: να αξιοποιηθεί το ήδη υπάρχον πυρηνικό απόβλητο, το οποίο εδώ και δεκαετίες αποθηκεύεται σε κάδους και υπόγειες εγκαταστάσεις, ως πηγή παραγωγής τριτίου. Με την κατάλληλη τεχνολογική προσαρμογή, ισχυρίζεται, τα «ανενεργά» άτομα ουρανίου και πλουτωνίου που κρύβονται μέσα σε αυτά τα απόβλητα θα μπορούσαν να μετατραπούν σε εργαλείο για τη στήριξη του μέλλοντος της σύντηξης.
Η λογική είναι απλή στη σύλληψη αλλά απαιτητική στην εφαρμογή. Σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης, το τρίτιο ενώνεται με δευτέριο, άλλο ένα ισότοπο του υδρογόνου, και απελευθερώνει τεράστια ποσά ενέργειας. Αντίθετα, οι σημερινοί πυρηνικοί σταθμοί λειτουργούν με σχάση βαρέων ατόμων όπως το ουράνιο, παράγοντας μεν μεγάλη ισχύ, αλλά και ραδιενεργά κατάλοιπα που παραμένουν επικίνδυνα για χιλιάδες χρόνια. Αυτά τα κατάλοιπα, όπως εξηγεί ο Tarnowsky, «απλώς κάθονται σε αποθήκες ανά τη χώρα» με τεράστιο οικονομικό και περιβαλλοντικό κόστος.
Το πραγματικό αγκάθι είναι ότι το τρίτιο είναι εξαιρετικά σπάνιο και ασταθές. Σύμφωνα με τον ίδιο, σε ολόκληρο τον πλανήτη υπάρχουν μόλις μερικές δεκάδες κιλά τριτίου, φυσικού και τεχνητού μαζί. Και τα ελάχιστα αυτά αποθέματα καταναλώνονται με ανησυχητικούς ρυθμούς από πειράματα σύντηξης ανά τον κόσμο. Το ερώτημα είναι, λοιπόν, «από πού θα προέλθει το τριτίο του μέλλοντος;».
Η «εκτροφή» του τριτίου σε εργαστηριακό περιβάλλον θεωρείται πιθανή λύση, αλλά δεν είναι εύκολη υπόθεση. Το τρίτιο έχει χρόνο ημιζωής μόλις 12,3 χρόνια, γεγονός που σημαίνει ότι μειώνεται στο μισό μέσα σε μια δεκαετία, ενώ παράλληλα έχει τη χημική συμπεριφορά του υδρογόνου, δηλαδή διαφεύγει εύκολα από τα υλικά που το συγκρατούν. Με λίγα λόγια, δεν είναι ένα «καύσιμο που αποθηκεύεται στο ράφι».
Η πρόταση του Tarnowsky συνδυάζει θεωρίες προηγούμενων ετών με την τεχνολογική πρόοδο της τελευταίας δεκαετίας. Η ιδέα είναι να χρησιμοποιηθεί ένας επιταχυντής σωματιδίων που θα προκαλεί συγκεκριμένες αντιδράσεις στα άτομα ουρανίου και πλουτωνίου που βρίσκονται μέσα στα πυρηνικά απόβλητα. Οι αντιδράσεις αυτές θα οδηγούν σε εκπομπές νετρονίων και άλλες πυρηνικές διεργασίες που τελικά θα δημιουργούν άτομα τριτίου. Για την προστασία της διαδικασίας από την υπερβολική ακτινοβολία, το απόβλητο θα καλύπτεται με λειωμένο άλας λιθίου, σύμφωνα με τον ερευνητή.
Ο Tarnowsky εκτιμά ότι με τη σωστή διαμόρφωση, αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να παράγει έως και δέκα φορές περισσότερο τρίτιο σε σχέση με έναν αντιδραστήρα σύντηξης της ίδιας θερμικής ισχύος. Παρ’ όλα αυτά, αναγνωρίζει ότι η υλοποίηση ενός τέτοιου σχεδίου απαιτεί μεγάλες επενδύσεις και αποφασιστική πολιτική βούληση, τόσο από κυβερνήσεις όσο και από τον ιδιωτικό τομέα.
Διαβάστε επίσης
Η αναγκαιότητα μακροπρόθεσμου σχεδιασμού είναι κεντρικό σημείο της ανάλυσής του. Όπως λέει, η οικονομία της σύντηξης δεν είναι κάτι που μπορεί να λειτουργήσει με «διακόπτη ασφαλείας» σε περίπτωση αποτυχίας. Αν χαθεί η δυνατότητα παραγωγής τριτίου, δεν υπάρχει εύκολη εναλλακτική. Και όσο περνά ο χρόνος, το πρόβλημα επιδεινώνεται: κάθε χρόνο οι πυρηνικοί σταθμοί παράγουν περίπου 2.000 επιπλέον τόνους χρησιμοποιημένου καυσίμου, αυξάνοντας συνεχώς τις υποχρεώσεις διαχείρισης.
Παρά τις δυσκολίες, ο Tarnowsky παραμένει αισιόδοξος. Τονίζει ότι πριν από δέκα χρόνια μια τέτοια ιδέα θα έβρισκε αδιαφορία ή και αντίδραση, καθώς η κοινωνία έβλεπε την πυρηνική ενέργεια με καχυποψία. Σήμερα, όμως, η παγκόσμια ανάγκη για καθαρή ενέργεια και η απογοήτευση από τα ορυκτά καύσιμα έχουν αλλάξει το κλίμα. Η συζήτηση δεν περιορίζεται πια στον φόβο, αλλά ανοίγει τον δρόμο για καινοτόμες, έστω και ριψοκίνδυνες, προτάσεις.
[via]
