Δίπλωμα
ευρεσιτεχνίας
στην Lockheed Martin
για συμπαγή αντιδραστήρα
σύντηξης
Μικρή συσκευή που παράγει 100 MW,
αρκετά για μια πόλη 100.000 ανθρώπων!
Ο φόβος της παγκόσμιας έλλειψης
ενέργειας
θα γίνει πράγματι παρελθόν;
Του Lt. Col. (res.) dr. Raphael
Ofek
Ο αντιδραστήρας σύντηξης Lockheed Martin.
Ένα σχέδιο της γεωμετρίας του πλάσματος και των μαγνητικών πηνίων
μέσα σε ένα πρώιμο μοντέλο του συμπαγούς αντιδραστήρα σύντηξης
της Lockheed Martins.
Αυτός ο σχεδιασμός έχει έκτοτε αντικατασταθεί
από ένα μοντέλο που χρησιμοποιεί μόνο δύο κύριες ακμές.
Φωτ.: McGuire, Thomas, CC Wikimedia.
Η Lockheed Martin κατέγραψε πρόσφατα δίπλωμα
ευρεσιτεχνίας για ένα επαναστατικό σχέδιο ενός Compact Fusion Reactor (CFR),
μιας κινητής συσκευής αρκετά μικρής ώστε να τοποθετηθεί σε ένα φορτηγό. Μία
έκδοση έχει σχεδιαστεί για να παράγει 100 MW, αρκετά για μια πόλη 100.000 ανθρώπων. Το CFR, το οποίο παρέχει καθαρή ενέργεια χωρίς να παράγει
ραδιενεργά απόβλητα, έχει τόσο πολιτικές όσο και στρατιωτικές εφαρμογές. Κατ' αρχήν, μπορεί να εγκατασταθεί σε μεγάλα αεροσκάφη, υποβρύχια, μεγάλα αεροσκάφη
μεταφοράς και πιθανώς επίσης μαχητικά αεροσκάφη και μεγάλα αεροσκάφη. Αν οι
ελπίδες του Lockheed Martin πραγματοποιηθούν, ο φόβος της παγκόσμιας έλλειψης
ενέργειας θα γίνει πράγματι παρελθόν και η ανθρωπότητα θα έχει το πλεονέκτημα
ενός περιβάλλοντος που δεν θα χαθεί από τη ρύπανση της ενέργειας.
Στις 15 Φεβρουαρίου, η Lockheed Martin, η
αμερικανική κοινοπραξία προηγμένων τεχνολογιών, έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για
ένα επαναστατικό σχέδιο για έναν Compact Fusion Reactor (CFR), μια κινητή
συσκευή που μπορεί να τοποθετηθεί σε φορτηγά καθώς και σε αεροσκάφη και πλοία.
Η ανάπτυξη του CFR ξεκίνησε το 2010 στην
Palmdale της Καλιφόρνια. Προφανώς το έργο προχωρά ταχύτερα από το
αναμενόμενο, δεδομένου ότι εκείνη την εποχή, ο δρ. Thomas McGuire, επί κεφαλής
του σχεδίου, δήλωσε ότι ο στόχος ήταν να έχει μια συσκευή εργασίας σε πέντε
χρόνια και ένα εμπορικό σχέδιο αντιδραστήρα παραγωγής μέσα σε δέκα.
Δύο πρωτότυπα CFR εισήχθησαν από τον Lockheed
Martin στις 25 Δεκεμβρίου 2017. Το πρώτο είναι το T4B, το οποίο έχει μήκος δύο
μέτρων, ένα μέτρο σε διάμετρο και περίπου 20 τόνους σε βάρος. Το T4B μπορεί να
παράγει ένα μεγαβάτ ενέργειας. Το δεύτερο πρωτότυπο, το TX, έχει μήκος 18
μέτρα, διάμετρο επτά μέτρα και βάρος περίπου 2.000 τόνους. Το TX μπορεί να
παράγει 200 megawatts ενέργειας. Ωστόσο, ο Lockheed Martin πιστεύει ότι το
βάρος του TX μπορεί να μειωθεί σε 200 τόνους.
Η σύντηξη είναι μια θερμοπυρηνική διαδικασία
στην οποία οι πυρήνες των ατόμων υδρογόνου ενώνουν μαζί και απελευθερώνουν
τεράστια ποσότητα ενέργειας. Ο ήλιος είναι ουσιαστικά ένας πολύ ισχυρός
θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας στον οποίο συμβαίνουν αντιδράσεις σύντηξης
εξ αιτίας εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών και συνθηκών πίεσης που προκαλούνται
στους πυρήνες υδρογόνου - καταστάσεις που ξεπερνούν την ηλεκτροστατική απώθηση
μεταξύ των πρωτονίων μέσα σε αυτούς τους πυρήνες.
Στον πλανήτη, η τεχνητή σύντηξη είναι δυνατή
μόνο μεταξύ δευτερίου και τριτίου, τα βαρύτερα ισότοπα υδρογόνου (σύντηξη D-T).
Το δευτέριο, του οποίου ο πυρήνας περιέχει ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο, είναι
αρκετά άφθονο στη γη - βρίσκεται σε ένα από τα 6.700 άτομα υδρογόνου στο νερό
και είναι ραδιενεργά σταθερό. Ωστόσο, το τρίτιο, του οποίου ο πυρήνας περιέχει
ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια, είναι ραδιενεργός, με χρόνο ημιζωής 12,3 χρόνια.
Δεν υπάρχει φυσικό τρίτιο που να βρεθεί στη γη, αλλά μπορεί να παραχθεί με ακτινοβόληση
του λιθίου με νετρόνια (αναπαραγωγή τριτίου).
Η ανθρωπότητα πέτυχε να αξιοποιήσει την
πυρηνική σύντηξη για καταστροφικούς σκοπούς όταν ανέπτυξε ένα θερμοπυρηνικό
όπλο, που ονομάζεται επίσης βόμβα υδρογόνου. Οι βόμβες υδρογόνου μπορεί να
είναι εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες φορές πιο ισχυρές από πυρηνικές, όπως αυτές που έπεσαν στην Ιαπωνία κατά τη διάρκεια του Β΄ Παγκοσμίου
Πολέμου, καθώς η ενέργεια που απελευθερώνεται από τη σύντηξη είναι απείρως πιο
μεγάλη απ' ότι στην σχάση βαρέων πυρήνων όπως το ουράνιο και το πλουτώνιο.
Εκτός από την κλίμακα ισχύος που
απελευθερώνεται από τη σύντηξη, αυτή η διαδικασία έχει πλεονεκτήματα έναντι της
σχάσης ως πηγή παραγωγής ενέργειας. Πρώτον, είναι εύκολο να αποστάξει το
δευτέριο από την ανεξάντλητη ποσότητα θαλασσινού νερού - σε αντίθεση με το
ουράνιο που απαιτείται για σχάση, το οποίο είναι λιγότερο άφθονο και η εκχύλιση
του οποίου είναι περίπλοκο. Επίσης, το μέταλλο του λιθίου είναι σχετικά άφθονο
στη γη και στο θαλασσινό νερό. Τέλος, το ήλιο, το οποίο παράγεται κατά τη
σύντηξη, δεν είναι ραδιενεργό, σε αντίθεση με τα ραδιενεργά απόβλητα που
παράγονται κατά την πυρηνική σχάση. Τα πυρηνικά απόβλητα έχουν μεγάλη διάρκεια
ζωής και απαιτούν ειδικές λειτουργίες για τη διαχείριση, τη διάθεσή τους και
την ταφή τους.
Υπήρξε μια γρήγορη μετάβαση από τη χρήση της
πυρηνικής σχάσης για την παραγωγή καταστροφικών όπλων κατά τη διάρκεια του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου μέχρι τη χρήση της για πολιτικές εφαρμογές. Κατά το πρώτο
μισό της δεκαετίας του 1950, η πυρηνική σχάση χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικούς
αντιδραστήρες. Ωστόσο, η μετάβαση από στρατιωτική σε πολιτική χρήση ήταν πολύ
πιο αργή για τη σύντηξη. Αν και η πρώτη δοκιμή μιας εκρηκτικής θερμοπυρηνικής
συσκευής από τις ΗΠΑ διεξήχθη την 1η Νοεμβρίου 1952, η προσπάθεια να
αξιοποιηθεί η σύντηξη για την ανάπτυξη ενός θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας δεν έχει καρποφορήσει - μέχρι τώρα.
ΛΕΞΕΙΣ-ΚΛΕΙΔΙΑ: καθαρη ενεργεια, ραδιενεργα αποβλητα, στρατος, αεροσκαφος, υποβρυχιο, ενεργεια, ρυπανση, τεχνολογια, διπλωμα ευρεσιτεχνιας, πλοιο, Καλιφορνια, αντιδραστηρας, συντηξη, θερμοπυρηνικη, πυρηνας, ατομο, υδρογονο, ηλιος, πρωτονιο, δευτεριο, τριτιο, ισοτοπα υδρογονου, νετρονιο, ραδιενεργεια, ακτινοβολια, λιθιο, βομβα υδρογονου, ουρανιο, πλουτωνιο, θαλασσινο νερο, σχαση, εκχυλιση, ταφη, ΗΠΑ, οικολογια, energy
ΣΧΟΛΙΑ
ΣΧΟΛΙΑ ΜΕΣΩ Facebook