Η Κίνα πιο κοντά στην απεριόριστη καθαρή ενέργεια: Ο πειραματικός αντιδραστήρας της ανεφοδιάζεται χωρίς να σταματά (Pics)
Στην παγκόσμια προσπάθεια για ασφαλή παραγωγή απεριόριστης καθαρής ενέργειας, η Κίνα μόλις έκανε ένα τεράστιο βήμα προς τα εμπρός.
Επιστήμονες στην επαρχία Γκανσού, στα δυτικά της χώρας, κατάφεραν να ανεφοδιάσουν με καύσιμο έναν λειτουργικό πυρηνικό αντιδραστήρα σχάσης ενώ αυτός ήταν σε λειτουργία.
Το επίτευγμα αυτό δείχνει ότι οι αντιδραστήρες σχάσης μπορούν να λειτουργούν και να ανεφοδιάζονται συνεχώς — προσφέροντας ενδεχομένως μια σταθερή πηγή παραγωγής ενέργειας.
Αξιοποιώντας αποχαρακτηρισμένη έρευνα από τις ΗΠΑ, Κινέζοι μηχανικοί ξεκίνησαν την κατασκευή του πειραματικού αυτού μηχανήματος – ενός αντιδραστήρα λιωμένου άλατος θορίου (MSR) — το 2018.
Οι MSR θορίου είναι μια προηγμένη μορφή πυρηνικής τεχνολογίας που χρησιμοποιεί υγρά καύσιμα, συνήθως λιωμένα άλατα, τόσο ως καύσιμο όσο και ως ψυκτικό — και θεωρούνται γενικά πιο ασφαλείς από τους παραδοσιακούς αντιδραστήρες σχάσης που χρησιμοποιούν ουράνιο.
Πρόκειται για την πρώτη μακροχρόνια, σταθερή λειτουργία αυτής της τεχνολογίας, σύμφωνα με την εφημερίδα Guangming Daily, που πρόσκειται στο Κομμουνιστικό Κόμμα, την οποία επικαλείται το South China Morning Post.
Ο Ξου Χονγκτζιέ, επικεφαλής επιστήμονας του έργου, δήλωσε ότι η Κίνα «ηγείται πλέον της παγκόσμιας καινοτομίας» στον τομέα της ενέργειας, μετά από δεκαετίες εντατικής έρευνας.
«Οι ΗΠΑ άφησαν τα δεδομένα τους διαθέσιμα, περιμένοντας τον σωστό διάδοχο. Εμείς ήμασταν αυτός ο διάδοχος», είπε χαρακτηριστικά.
Το παγκόσμιο αυτό επίτευγμα ανακοινώθηκε στις 8 Απριλίου, σε συνάντηση στην Ακαδημία Επιστημών της Κίνας στο Πεκίνο.
Σε δηλώσεις του με ειρωνική διάθεση, ο Ξου αναφέρθηκε στην έρευνα των ΗΠΑ για αντιδραστήρες λιωμένου άλατος τη δεκαετία του 1960 και 1970, η οποία εγκαταλείφθηκε υπέρ των συστημάτων που βασίζονται στο ουράνιο.
«Στο πυρηνικό παιχνίδι δεν υπάρχουν γρήγορες νίκες», είπε. «Χρειάζεται στρατηγική υπομονή, να επικεντρωθείς σε ένα πράγμα για 20 ή 30 χρόνια.»
Αναφερόμενος στον μύθο του Αισώπου, δήλωσε: «Τα κουνέλια μερικές φορές κάνουν λάθη ή γίνονται τεμπέλικα. Τότε είναι που η χελώνα αρπάζει την ευκαιρία.»
Η ομάδα του στο Ινστιτούτο Εφαρμοσμένης Φυσικής της Σαγκάης μελέτησε επί χρόνια αποχαρακτηρισμένα αμερικανικά έγγραφα και τελειοποίησε τα πειράματα.
«Μάθαμε κάθε τεχνική που υπήρχε στη βιβλιογραφία — και μετά πήγαμε παραπέρα», πρόσθεσε.
Ο πειραματικός αυτός αντιδραστήρας βρίσκεται στην πόλη Γουγουέι της ερήμου Γκόμπι και μπορεί να παράγει 2 μεγαβάτ (2MW) — αρκετή ενέργεια για περίπου 2.000 νοικοκυριά.
Αν και έφτασε σε πλήρη λειτουργία μόλις τον Ιούνιο του περασμένου έτους, είναι ο μόνος λειτουργικός αντιδραστήρας θορίου στον κόσμο.
Ωστόσο, ένας πολύ μεγαλύτερος αντιδραστήρας λιωμένου άλατος θορίου που κατασκευάζεται τώρα αναμένεται να επιτύχει την πρώτη του σταθερή αλυσιδωτή πυρηνική αντίδραση μέχρι το 2030.
Το θόριο, που εκτιμάται ότι είναι 500 φορές πιο άφθονο από το ουράνιο-232, έχει χαρακτηριστεί ως πιθανή λύση για τη ζήτηση πυρηνικής ενέργειας.
Οι αντιδραστήρες σχάσης που ήδη λειτουργούν στον κόσμο παράγουν ενέργεια μέσω της σχάσης ραδιενεργών στοιχείων, μια διαδικασία που απελευθερώνει θερμότητα και κινεί στροβίλους ατμού για την παραγωγή ηλεκτρισμού.
Το θόριο από μόνο του δεν είναι σχάσιμο, αλλά είναι «γόνιμο», δηλαδή μπορεί να μετατραπεί σε ουράνιο-233 όταν βομβαρδιστεί με νετρόνια.
Σε έναν αντιδραστήρα λιωμένου άλατος, το θόριο αναμειγνύεται με φθοριούχο λίθιο και θερμαίνεται στους 1.400°C.
Αυτό το μείγμα βομβαρδίζεται με νετρόνια, προκαλώντας τη μετατροπή του θορίου σε ουράνιο-232 και στη συνέχεια την έναρξη σχάσης. Καθώς το ουράνιο διασπάται, παράγει περισσότερα νετρόνια, τα οποία μετατρέπουν επιπλέον θόριο σε καύσιμο. Θεωρητικά, ο σχεδιασμός αυτός μπορεί να μετατρέψει το εξαιρετικά άφθονο στοιχείο σε σχεδόν ανεξάντλητη πηγή ενέργειας.
Οι αντιδραστήρες λιωμένου άλατος παράγουν επίσης σημαντικά λιγότερα πυρηνικά απόβλητα και εξαλείφουν τον κίνδυνο πυρηνικής τήξης, διατηρώντας χαμηλά επίπεδα σχάσιμου υλικού.
Επιπλέον, η Κίνα διαθέτει πηγή θορίου που θα μπορούσε να τροφοδοτεί τη χώρα για 60.000 χρόνια, σύμφωνα με γεωλόγους στο Πεκίνο.
Το μεταλλευτικό σύμπλεγμα Bayan Obo στην Εσωτερική Μογγολία φέρεται να περιέχει αρκετό θόριο για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες των κινεζικών νοικοκυριών «σχεδόν επ’ άπειρον», σύμφωνα με εθνική έρευνα.
Εντοπίστηκαν 233 περιοχές πλούσιες σε θόριο σε όλη τη χώρα, υποδεικνύοντας ότι τα αποθέματα υπερβαίνουν κατά πολύ προηγούμενες εκτιμήσεις.
Ο αντιδραστήρας στο Γουγουέι διαφέρει από τον “Πειραματικό Προηγμένο Υπεραγώγιμο Τόκαμακ” (EAST), έναν αντιδραστήρα σύντηξης στην επαρχία Ανχούι.
Γνωστός και ως «τεχνητός ήλιος» της Κίνας, ο EAST κατέχει το ρεκόρ λειτουργίας στους 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου για 1.066 δευτερόλεπτα — επτά φορές πιο θερμός από τον πυρήνα του ήλιου.
Ο EAST θεωρείται πρόδρομος των πρώτων εργοστασίων πυρηνικής σύντηξης που θα τροφοδοτούν απευθείας το ηλεκτρικό δίκτυο.
Αυτά τα εργοστάσια θα μπορούσαν να μειώσουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου στον τομέα της ενέργειας, υποκαθιστώντας τα ορυκτά καύσιμα όπως ο άνθρακας και το φυσικό αέριο.
Στις ΗΠΑ, ο αντιδραστήρας σύντηξης SPARC, ένα έργο του MIT στη Μασαχουσέτη, αναμένεται να ξεκινήσει λειτουργία το 2026.
Η Νότια Κορέα διαθέτει επίσης τον δικό της «τεχνητό ήλιο», το KSTAR, που λειτούργησε στους 100 εκατομμύρια °C για 48 δευτερόλεπτα.
Στην Ιαπωνία, ο αντιδραστήρας JT-60SA ενεργοποιήθηκε στα τέλη του 2023 στην πόλη Νάκα, βόρεια του Τόκιο. Έχει ύψος έξι ορόφων και είναι αποτέλεσμα κοινής ανάπτυξης Ευρώπης και Ιαπωνίας.
Ο JT-60SA θα είναι ο μεγαλύτερος αντιδραστήρας σύντηξης στον κόσμο μέχρι να ολοκληρωθεί το ITER στη Γαλλία, που προβλέπεται να αρχίσει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας το 2035.
