Καθαρή και άφθονη ενέργεια για την ανθρωπότητα: Ο δρόμος της Σύντηξης

Η κάλυψη των αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών του πλανήτη μας, απαιτεί νέες μεθόδους παραγωγής ενέργειας λαμβάνοντας υπόψη την αλλαγή του κλίματος και τη μείωση των αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων. Η πυρηνική σύντηξη είναι μια από τις πιο ελπιδοφόρες επιλογές σε αυτή την προσπάθεια. Η σύντηξη είναι η διαδικασία με την οποία παράγεται ενέργεια στον Ήλιο. Για την παραγωγή ενέργειας από τη σύντηξη, απαιτείται η θέρμανση αερίου που αποτελείται από ισότοπα του υδρογόνου (δευτέριο και τρίτιο) σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, παρόμοιες με αυτές που συναντώνται στον ήλιο (πλάσμα). Ένας τρόπος για να επιτευχθούν αυτές οι συνθήκες είναι ο περιορισμός του πλάσματος με ισχυρούς μαγνήτες. Η πλέον ελπιδοφόρα μέθοδος για την επίτευξη του σκοπού αυτού είναι τα «τόκαμακ». Οι μονάδες ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης έχουν πολλά πλεονεκτήματα, όπως εγγενή ασφάλεια, μηδενική εκπομπή άνθρακα, αφθονία της καύσιμης ύλης, έλλειψη μακρόβιων ραδιενεργών αποβλήτων και αξιοπιστία στην παροχή ενέργειας. Επιπλέον, εκτιμάται ότι θα έχουν τη δυνατότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο με κόστος που θα είναι παρόμοιο με τις άλλες πηγές ενέργειας. Το ευρωπαϊκό πρόγραμμα έρευνας στη θερμοπυρηνική σύντηξη έχει θέσει σαν στόχο την παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από την σύντηξη έως το έτος 2050. Τα κύρια ορόσημα στον οδικό χάρτη για την παραγωγή ενέργειας μέσω σύντηξης είναι τρεις μεγάλες εγκαταστάσεις: (α) το JET που είναι το μεγαλύτερο σε λειτουργία τόκαμακ και πεδίων δοκιμών στη φυσική και τεχνολογία σύντηξης (β) το υπό κατασκευή ITER που θα αποδείξει τη δυνατότητα διατήρησης της σύντηξης με θετικό ισοζύγιο στην παραγωγή ενέργειας για μεγάλες χρονικές περιόδους, και (γ) το DEMO που θα είναι η πρώτη μονάδα ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης με δυνατότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο. Στην παρούσα ομιλία γίνεται επισκόπηση των βασικών εννοιών της σύντηξης, συζητώνται οι κύριοι στόχοι του ευρωπαϊκού προγράμματος και εξετάζονται οι επιστημονικές και τεχνολογικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει η έρευνα στη σύντηξη σήμερα.