Δύο νέα lasers υψηλής ισχύος για να γίνει πραγματικότητα

Η γερμανική εταιρεία Focused Energy έκανε ένα αποφασιστικό βήμα προς το μέλλον της καθαρής ενέργειας, εξασφαλίζοντας δύο από τα ισχυρότερα lasers στον κόσμο για την έρευνα της πυρηνικής σύντηξης. Η εξαγορά αυτή, που πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με τον κατασκευαστή laser Amplitude, αποτελεί ορόσημο στην πορεία προς τη δημιουργία μιας πηγής ενέργειας που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο παράγουμε ενέργεια.

Τι κάνει όμως αυτή την είδηση τόσο σημαντική για το ενεργειακό μας μέλλον; Η Πυρηνική Σύντηξη, η διαδικασία που τροφοδοτεί τον Ήλιο και τα αστέρια, θα μπορούσε να προσφέρει μια συγκεκριμένη λύση στην αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση για καθαρή και βιώσιμη ενέργεια. Σε αντίθεση με τα σημερινά πυρηνικά εργοστάσια που βασίζονται στη σχάση, η σύντηξη υπόσχεται να παράγει ενέργεια χωρίς ραδιενεργά απόβλητα μακράς διάρκειας και με πρακτικά απεριόριστο καύσιμο.

Η διαδικασία που ανέπτυξε η Focused Energy, η οποία ονομάζεται σύντηξη αδρανειακού περιορισμού (ICF), χρησιμοποιεί laser υψηλής ισχύος για να συμπιέσει ένα μικροσκοπικό σφαιρίδιο καυσίμου σε ακραίες θερμοκρασίες και πυκνότητες, παρόμοιες με αυτές που υπάρχουν στην καρδιά του Ήλιου. Η προσέγγιση αυτή έχει ήδη αποδείξει την εγκυρότητά της το 2022, όταν η National Ignition Facility (NIF) στις ΗΠΑ έφτασε σε ένα ιστορικό αποτέλεσμα: για πρώτη φορά, μια αντίδραση σύντηξης παρήγαγε περισσότερη ενέργεια από αυτή που χρησιμοποιήθηκε για την πυροδότησή της.

Τα νέα lasers που απέκτησε η γερμανική εταιρεία ανήκουν στην κατηγορία «kilojoule» και έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να εξασφαλίζουν υψηλή ισχύ εξόδου και βέλτιστες συχνότητες επανάληψης. Ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό τους είναι η ικανότητά τους να παράγουν έναν παλμό laser κάθε 60 δευτερόλεπτα, επιτρέποντας έτσι τη διεξαγωγή πειραμάτων σε ταχεία διαδοχή.

Για να δοθεί μια ιδέα των δυνατοτήτων αυτής της τεχνολογίας, η Focused Energy υπογράμμισε ότι, μόλις επιτευχθεί η εμπορική ωριμότητα, η ποσότητα καυσίμου που περιέχεται σε τρία κουτιά αναψυκτικού θα είναι αρκετή για να τροφοδοτήσει μια πόλη στο μέγεθος του San Francisco για μια ολόκληρη ημέρα.

Η εταιρεία κατασκευάζει μια νέα εγκατάσταση στην περιοχή του κόλπου του San Francisco, η οποία αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία τα επόμενα δύο χρόνια. Αυτό το ερευνητικό κέντρο θα είναι αφιερωμένο στη μελέτη και τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας σύντηξης, με ιδιαίτερη προσοχή στη συμπίεση των σωματιδίων δευτέριου και τριτίου, των ισοτόπων υδρογόνου που χρησιμοποιούνται ως καύσιμα.

Ο τομέας της πυρηνικής σύντηξης βιώνει μια περίοδο μεγάλης κινητικότητας, με αρκετές startups να ανταγωνίζονται για την κατασκευή του πρώτου εμπορικά βιώσιμου αντιδραστήρα. Πρόσφατα, η εταιρεία Thales ανακοίνωσε ένα σημαντικό τεχνικό ορόσημο: το gyrotron TH1507U έφτασε σε ισχύ εξόδου 1,3 μεγαβάτ σε συχνότητα 140 gigahertz, διατηρώντας την για 360 δευτερόλεπτα. Ταυτόχρονα, η γαλλική εταιρεία Renaissance Fusion εργάζεται για την κατασκευή stellarators που υπόσχονται να είναι από τους πιο αποδοτικούς και σταθερούς αντιδραστήρες σύντηξης που έχουν κατασκευαστεί ποτέ.

Προχωρά επίσης το έργο ITER, στο οποίο πρόσφατα συμμετείχε η Ιταλία με την παράδοση μιας σημαντικής μονάδας. Τέλος, η Βιρτζίνια εργάζεται ακόμη και σε αυτό που υπόσχεται να είναι η πρώτη μονάδα 400 μεγαβάτ, η οποία εκτιμάται ότι θα είναι σε θέση να παρέχει καθαρή ενέργεια σε περίπου 150.000 σπίτια. Ο στόχος είναι να τεθεί σε λειτουργία μέχρι το 2030.

[via]