Φέρνουν τον Ηλιο στο εργαστήριο
>> Τετάρτη, 1 Απριλίου 2009
Αναζητώντας το «Αγιο Δισκοπότηρο» της ενέργειας οι επιστήμονες προετοιμάζονται για να βρεθούν μέσα στους επόμενους μήνες απέναντι σε μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της σύγχρονης φυσικής, την παραγωγή απεριόριστης καθαρής ενέργειας, μέσω της πυρηνικής σύντηξης.Στα εργαστήρια του US National Ignition Facility στην Καλιφόρνια θα δημιουργηθούν τεχνητά συνθήκες όμοιες με αυτές που επικρατούν στο κέντρο του… Ηλιου.
Στην έναρξη του πειράματος 192 τεράστιες δέσμες λέιζερ θα εστιάσουν σε μια μικροσκοπική επιφάνεια, με Υδρογόνο καύσιμο.
Η γενική αρχή επιτυχίας του πειράματος προβλέπει ότι η ενέργεια που θα παραχθεί θα πρέπει να είναι περισσότερη από αυτή που θα απαιτηθεί για την υλοποίηση του.
Ο καθηγητής Mike Dunne, ο οποίος ηγείται ενός παρόμοιου ευρωπαϊκού σχεδίου είπε χαρακτηριστικά ότι η επιτυχία του προγράμματος του NIF θα προκαλέσει πραγματικά «σεισμό» στους κόλπους της Επιστήμης.
Στο πείραμα του NIF χρησιμοποιείται το ισχυρότερο λέιζερ του κόσμου, για την ανάπτυξη του οποίου χρειάστηκαν 12 χρόνια.
Ο διευθυντής του NIF Dr Ed Moses, χαρακτηρίζει το πείραμα ως ορόσημο και εκτιμά ότι οι επιστήμονες βρίσκονται σε καλό δρόμο για να πετύχουν για πρώτη φορά στην ιστορία σε συνθήκες εργαστηρίου αυτό που έχουν σχεδιάσει, μια ελεγχόμενη, σταθερή πυρηνική σύντηξη, ως αποκορύφωμα προσπαθειών μισού αιώνα.
Το πείραμα θα ξεκινήσει τον Ιούνιο και τα πρώτα αποτελέσματα δεν αναμένονται πριν το 2010 Στην διαδικασία του πειράματος, δύο ραδιενεργά ισότοπα του υδρογόνου, το δευτέριο και το τρίτιο θα συμπτυχθούν για να δημιουργήσουν Ηλιο.
Το δευτέριο βρίσκεται ευρέως στο θαλάσσιο νερό ενώ το τρίτιο μπορεί να παραχθεί από το Λίθιο.
Όταν τα δύο αυτά ισότοπα συνδυαστούν σε υψηλές θερμοκρασίες, μια μικρή ποσότητα μάζας χάνεται και ένα κολοσσιαίο ποσό ενέργειας παράγεται.
Η σύντηξη στη φύση πραγματοποιείται στο κέντρο των άστρων όπου η τεράστιες βαρυτικές δυνάμεις επιτρέπουν στην διαδικασία να εξελιχθεί σε θερμοκρασίες που φτάνουν τους 10 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.
Στις κατά πολύ χαμηλότερες συνθήκες πίεσης που επικρατούν στη Γη, οι απαιτούμενες θερμοκρασίες για την επίτευξη της σύντηξης πρέπει να ξεπερνούν τα 100 εκατομμύρια Κελσίου.
Το NIF θα επιχειρήσει να χρησιμοποιήσει μια διαδικασία που ονομάζεται ως σύντηξη περιορισμένης αδράνειας κατά την οποία οι απαιτούμενες ακραίες θερμοκρασίες επιτυγχάνονται με την χρήση υπερ-ισχυρών λέιζερ.
Όταν όλες οι «μηχανές» του NIF βάλουν μπροστά υπολογίζεται ότι ο στόχος των λέιζερ θα βομβαρδιστεί με 1,8 εκατομμύρια joules υπεριώδους ακτινοβολίας, ενέργεια η οποία υπολογίζεται ότι είναι εξήντα φορές περισσότερη από όσο έχει ποτέ παραχθεί από οποιοδήποτε σύστημα λέιζερ.
Ο παλμός των λέιζερ θα διαρκέσει κυριολεκτικά απειροελάχιστο χρόνο –λίγα μόλις νανοδευτερόλεπτα (εκατομμυριοστή υποδιαίρεση του δευτερολέπτου), χρόνος αρκετός όμως για να μεταδοθούν ένα ενεργειακό ισοδύναμο με 500 τρισεκατομμύρια Watts – πολύ περισσότερη ενέργεια από αυτή που παράγεται σε όλοκληρες τις ΗΠΑ
Στις συνθήκες αυτές, οι επιστήμονες αναμένουν, ότι θα δημιουργηθούν θερμοκρασίες της τάξης των 100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου και συνθήκες πίεσης εκατομμύρια φορές περισσότερες από την ατμοσφαιρική πίεση της Γης, αναγκάζοντας τον πυρήνα του Υδρογόνου σε σύντηξη κα απελευθερώνοντας 10 έως και 100 φορές περισσότερη ενέργεια από αυτή που απαιτείται για την πραγματοποίηση του πειράματος.
