Είναι ήδη γνωστή η γιγαντιαία σημασία της πυρηνικής σύντηξης για τη μελλοντική ανεξάντλητη παραγωγή ενέργειας χωρίς καύσιμα. Ωστόσο, η χρηματοδοτική στήριξη από κρατικής πλευράς δεν φαίνεται να είναι αρκετή, τουλάχιστον για χώρες όπως η Γερμανία.
Τα περισσότερα έργα βασίζονται στην αδρανειακή σύντηξη, δηλαδή στη χρήση λέιζερ υψηλής ισχύος. Την ίδια ώρα, καταγράφονται δύο προσεγγίσεις, οι οποίες διαφέρουν ελαφρώς ως προς τον σχεδιασμό των συστημάτων.
Η μία προσέγγιση ακολουθείται από τον ερευνητικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής Iter, ο οποίος βρίσκεται υπό κατασκευή στη νότια Γαλλία από το 2006 και χρησιμοποιεί την αρχή του tokamak. Η άλλη προσέγγιση προτάσσει την αρχή του stellarator. Αυτή χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, από τον πειραματικό αντιδραστήρα Wendelstein 7-X στο Greifswald. Την ίδια ώρα, ειδικοί επισημαίνουν πως η τεχνητή νοημοσύνη έχει απίστευτες δυνατότητες.
Η περίπτωση της Proxia Fusion
Η ενεργειακή νεοφυής επιχείρηση Proxima Fusion με έδρα το Μόναχο συγκέντρωσε 20 εκατομμύρια ευρώ σε έναν γύρο χρηματοδότησης.
Ο κύριος επενδυτής είναι η ελβετική εταιρεία επιχειρηματικών κεφαλαίων Redalpine. Η νεαρή εταιρεία σκοπεύει να χρησιμοποιήσει τα χρήματα κυρίως για να προσελκύσει τους απαραίτητους ειδικούς ερευνητές.
«Η ανάπτυξη της πυρηνικής σύντηξης είναι μια μεγάλη πρόκληση για την οποία χρειαζόμαστε τους καλύτερους ανθρώπους. Και όπως είναι αναμενόμενο, αυτό δεν είναι τόσο εύκολο», δηλώνει ο διευθύνων σύμβουλος και συνιδρυτής Φρανσέσκο Σκιορτίνο σε συνέντευξή του στην Handelsblatt.
Η Proxima Fusion στοχεύει να αναπτύξει τον πρώτο σταθμό παραγωγής ενέργειας επίδειξης στη Γερμανία έως το 2031.
Η πυρηνική σύντηξη μιμείται την αρχή λειτουργίας του ήλιου: Οι πυρήνες υδρογόνου συντήκονται για να σχηματίσουν πυρήνες ηλίου, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας κατά τη διαδικασία. Οι επιστήμονες θέλουν να πετύχουν μια σημαντική ανακάλυψη με την πυρηνική σύντηξη και έτσι να δημιουργήσουν μια πηγή ενέργειας που σύντομα θα είναι απεριόριστη.
Πυρηνική σύντηξη, ασφαλής και με πολύ λιγότερα απόβλητα
Μέχρι στιγμής, ωστόσο, οι ερευνητές δεν έχουν επιτύχει. Στα τέλη του 2022, ερευνητές στις ΗΠΑ κατάφεραν να πραγματοποιήσουν με επιτυχία πυρηνική σύντηξη με θετικό ενεργειακό ισοζύγιο. Ωστόσο, η ενέργεια αυτή θα ήταν μόλις αρκετή για να κρατήσει μια λάμπα αναμμένη για πέντε ώρες.
Στη Γερμανία, το κόμμα των Χριστιανοδημοκρατών (CDU – CSU) και των Φιλελευθέρων (FDP), ειδικότερα, ζητούν επενδύσεις και νομοθεσία για τη στήριξη της έρευνας πυρηνικής σύντηξης. Εξάλλου, μια σημαντική ανακάλυψη θα υποσχόταν μια πηγή ενέργειας που δεν απαιτεί ορυκτά καύσιμα, είναι ανεξάντλητη και διαθέσιμη σε όλες τις καιρικές συνθήκες. Και σε αντίθεση με τη συμβατική πυρηνική ενέργεια, παράγει μόνο μικρές ποσότητες πυρηνικών αποβλήτων και θεωρείται θεωρητικά ασφαλής.
Το γερμανικό Ομοσπονδιακό Υπουργείο Παιδείας και Έρευνας (BMBF) σχεδιάζει να επενδύσει 1 δισεκατομμύριο ευρώ στην πυρηνική σύντηξη μεταξύ 2024 και 2028 και χρηματοδοτεί διάφορα έργα. Το Proxima Fusion θα λάβει επίσης 10 εκατομμύρια ευρώ από το κονδύλι χρηματοδότησης.
Τα περισσότερα έργα βασίζονται στην αδρανειακή σύντηξη, δηλαδή στη χρήση λέιζερ υψηλής ισχύος. Οι γερμανικές νεοσύστατες επιχειρήσεις Marvel Fusion και Focused Energy επιδιώκουν επίσης αυτή την προσέγγιση.
Είναι αλήθεια ότι σήμερα εισρέουν σημαντικά περισσότερα χρήματα στη σύντηξη με λέιζερ. Ωστόσο, η μαγνητική σύντηξη ερευνάται εδώ και περισσότερο καιρό. Τεράστιοι μαγνήτες παράγουν πυρηνική σύντηξη σε εξαιρετικά καυτά νέφη πλάσματος. Υπάρχουν δύο προσεγγίσεις, οι οποίες διαφέρουν ελαφρώς ως προς τον σχεδιασμό των συστημάτων.
Πώς λειτουργεί η πυρηνική σύντηξη
Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί, ο ερευνητικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής Iter στη νότια Γαλλία που χρησιμοποιεί την αρχή του tokamak. Εδώ, τα απαραίτητα μαγνητικά πεδία δημιουργούνται εσωτερικά με τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος. Τα προηγούμενα ενεργειακά ρεκόρ δημιουργήθηκαν με αυτή τη διαδικασία.
Η άλλη αρχή ονομάζεται stellarator, που χρησιμοποιείται από τον πειραματικό αντιδραστήρα Wendelstein 7-X που βρίσκεται στη βορειοανατολική Γερμανία, και η Proxima θέλει επίσης να βασιστεί σε αυτό.
Στον stellarator, το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται μόνο από εξωτερικά, κυματοειδή πηνία, έτσι ώστε να μην απαιτείται ρεύμα στο πλάσμα. Αν και ο σχεδιασμός αυτών των πηνίων καθιστά την κατασκευή πιο περίπλοκη, οι ειδικοί λένε ότι είναι επίσης πολύ πιο σταθερή. Επομένως, είναι πιο κατάλληλη για συνεχή λειτουργία.
«Οι stellarators είναι πολύ περίπλοκα συστήματα στα οποία πρέπει να ληφθεί υπόψη μεγάλος αριθμός παραμέτρων», λέει ο επικεφαλής της Proxia, Σκιορτίνο.
Προκειμένου να υπολογιστούν όλες οι δυνατότητες κατά τη διάρκεια της κατασκευής, ο φυσικός, ο οποίος είναι κάτοχος διδακτορικού διπλώματος, έφερε μόλις τον περασμένο μήνα στην εταιρεία δύο νέους ειδικούς στην τεχνητή νοημοσύνη.
Η τεχνητή νοημοσύνη και οι προοπτικές
Ο Σκιορτίνο της Proxia εξηγεί πως «η τεχνητή νοημοσύνη έχει απίστευτες δυνατότητες. Τα μοτίβα και οι προοπτικές που ανακαλύπτονται με την τεχνητή νοημοσύνη είναι σχεδόν αδιανόητα για τους ανθρώπους». Μόλις τα σχέδια προχωρήσουν αρκετά, θα κατασκευαστεί ένας ψηφιακός δίδυμος του πρώτου σταθμού παραγωγής ενέργειας επίδειξης και θα συνδεθεί με μια τεχνητή νοημοσύνη. Η τεχνητή νοημοσύνη θα είναι σε θέση να εκτελεί πολύπλοκους υπολογισμούς στο ψηφιακό αντίγραφο – χωρίς πρακτικές δοκιμές και αποτυχημένες προσπάθειες.
Σύμφωνα με το αφεντικό της Proxima, αυτό θα μπορούσε επίσης να καθυστερήσει την κατασκευή του πρώτου σταθμού παραγωγής ενέργειας.
«Η προσέγγισή μας στην ανάπτυξη που βασίζεται στην προσομοίωση μας βοηθά να επαναλαμβάνουμε τα σχέδια ταχύτερα από ό,τι θα μπορούσαμε ποτέ με το υλικό».
Η νεοφυής επιχείρηση σχεδιάζει να παρουσιάσει τα πρώτα της σχέδια το καλοκαίρι. Η Proxima σχεδιάζει να κατασκευάσει το σύστημα επίδειξης στη Γερμανία σε αντίθεση με τον ανταγωνιστή της Marvel Fusion, ο οποίος σχεδιάζει την πρώτη μονάδα παραγωγής ενέργειας στις ΗΠΑ.
Μαζί με το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, το οποίο είναι ένα από τα πιο αναγνωρισμένα ιδρύματα παγκοσμίως στον τομέα της έρευνας για τη σύντηξη, η γερμανική εταιρεία επενδύει 150 εκατομμύρια δολάρια. Η Βόρεια Αμερική θεωρείται από τους ειδικούς του κλάδου ως ηγέτης στην τεχνολογία αυτή.
