ITER: ένα πείραμα ύψους 15 δισεκατομμυρίων ευρώ.
ITER:
ένα πείραμα ύψους 15 δισεκατομμυρίων ευρώ
Ο αντιδραστήρας σύντηξης: επικίνδυνος
[Λίθιο
- νερό = έκρηξη!](/legacy/sauver_la_Terre/ITER/experience_quinze_milliards.htm#lithium)
Την 16η Μαΐου 2011, μία αποστολή του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου επισκέφθηκε το ξενοδοχείο Ρένε Β΄, στην Αξ-εν-Προβένς, όπου ακούστηκαν διάφορες παρουσιάσεις από τους ευθύνους του προγράμματος ITER. Μπόρεσα να δώσω στη βουλευτή Μισέλ Ριβάσι 40 αντίτυπα μίας εκτύπωσης που είχα φτιάξει στο σπίτι μου, που αποτελεί μία συνοπτική έκδοση του κειμένου που θα διαβάσετε παρακάτω. Η βουλευτής τα διένεμε στους υπόλοιπους αντιπροσώπους του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου.
Περίπου 200 αντι-πυρηνικοί διαδήλωσαν μπροστά στο ξενοδοχείο. Ήταν λίγοι, όσο είναι το πράγμα σε κίνδυνο, και εγώ ήμουν ο μόνος επιστήμονας, ακόμη και ο μόνος μηχανικός ή τεχνικός. Οι διαδηλωτές ήταν οι συνηθισμένοι βασικοί αντι-πυρηνικοί.
Φυσικά, άτομα όπως εγώ ξύπνησαν μετά την πρόσκαιρη συνείδηση που προκάλεσαν τα γεγονότα του Fukushima. Αλλά αυτή η συνείδηση, στην περίπτωσή μου, για το πόσο θανατηφόρο μπορεί να είναι το πυρηνικό, είναι αποφασιστική. Απλά δεν είχα ποτέ κάνει αυτή την ερώτηση. Στο παρελθόν, οι πρώτοι αγωνιστές υπέστησαν στο σώμα τους τις κρούσεις των δυνάμεων της τάξης, τα δακρυγόνα, ή τα αμυντικά βόμβα που σκότωσαν τον Μισαλόν, διαδηλωτή κατά της εγκατάστασης του υπερ-γεννήτορα στο Κρεϊ-Μαλβίλ, στις 31 Ιουλίου 1977, όταν έπεσε μία από αυτές στο στήθος του, όπου εκρήξαμε.
Ακόμη και σήμερα υπάρχουν άτομα που πηγαίνουν να αλυσοδεθούν στις γραμμές του σιδηροδρόμου, από όπου περνούν οι συρμοί που μεταφέρουν τα ραδιενεργά απόβλητα στο "κέντρο επεξεργασίας της Χαγκή" (στην πραγματικότητα πρόκειται για κέντρο εξαγωγής πλουτωνίου, από το οποίο παράγεται το πυρηνικό καύσιμο MOX, που παράγεται στη Γαλλία και χρησιμοποιείται σε 20 αντιδραστήρες στη Γαλλία, στον τρίτο αντιδραστήρα του Fukushima, και που η Γαλλία εξάγει στο εξωτερικό). Οι αλυσοδεμένοι απομακρύνονται συχνά βίαια, πολλοί τραυματίζονται, και διαμαρτύρονται για να διασφαλίσουν ότι εμείς και τα παιδιά μας θα έχουμε υγεία και θα αποφύγουμε την εκμετάλλευση από τους πυρηνικούς πολιτικούς.
Η θανατηφόρα σειρά πρέπει να περάσει, σε κάθε τιμή.
Αναγνωρίζω ότι μου φέρνει συμβουλή που έκανα αργά και μου ξεκινάει το ναυτίας όταν δεν βλέπω κανέναν από τους συναδέλφους μου επιστήμονες ή μηχανικούς να συμμετέχει σε αυτή την νόμιμη διαμαρτυρία. Η συνείδηση του τρελού κινδύνου του πυρηνικού είναι τώρα ενεργή, προκαλούμενη από την καταστροφή του Fukushima, και παρά την σιωπή από τα μέσα ενημέρωσης, που ελέγχονται από τους βαρόνους του ατόμου.
Αλλά πριν αυτό συμβεί, οι άτομα που διαμαρτύρονταν κατά του πυρηνικού θεωρούνταν παράξενα, όνειρα, ενώ απλώς είχαν μία πιο σαφή και πρόωρη εικόνα της πραγματικής κατάστασης.
Όπως θα δούμε παρακάτω, τα πράγματα είναι πολύ χειρότερα από ό,τι μπορούσαμε να φανταστούμε.
Μέχρι τώρα, οι επιχειρήματα που εκφράζονται κατά της εγκατάστασης του προγράμματος ITER ήταν κυρίως περιβαλλοντικά, αν και συχνά περιφρονητικά. Μόλις τώρα είδα ένα βίντεο γελοίο, σοκαριστικό, από μία παρουσίαση της ιστοσελίδας του προγράμματος ITER, όπου η οδηγός δήλωσε ότι είχαν προσεγγίσει με προσοχή τα φυσικά συστήματα των φοβερών για να τους διατάξουν να κατασκευάσουν νησίδες σε άλλο μέρος. Επίσης λήφθηκε υπόψη η προστατευόμενη φυτική ποικιλότητα.
Αλλά τι μεγάλη ανοησία, όταν δουν τι έρχεται.
Γνωρίζουμε τις κριτικές για τη ραδιοτοξικότητα του τριτίου, ραδιενεργή ουσία με ημιζωή 12,3 ετών. Ναι, το πρόβλημα είναι εκεί και είναι πολύ πραγματικό. Το τρίτιο είναι ισότοπο του υδρογόνου, του οποίου το πυρήνας περιέχει ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια, αντίθετα με τον πυρήνα του ελαφρού υδρογόνου (ένα μόνο πρωτόνιο) και του άλλου ισοτόπου, του δευτερίου (ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο). Τα τρία συνοδεύονται από ένα μόνο ηλεκτρόνιο. Αυτό το ηλεκτρόνιο αποτελεί το "ηλεκτρονικό σύνολο" του ατόμου, που καθορίζει τις χημικές ιδιότητες της ουσίας.
Έτσι, και από την άποψη της χημείας, το ελαφρύ υδρογόνο και τα δύο ισότοπά του, το δευτέριο και το τρίτιο, έχουν σχεδόν τις ίδιες ιδιότητες.
Όταν το "βαρύ" υδρογόνο συνδέεται με το οξυγόνο, παράγεται η μόρφωση που ονομάζεται βαρύ νερό. Όλες οι συνδυασμοί των τριών πυρήνων με το οξυγόνο είναι δυνατοί, και μεταξύ αυτών βρίσκουμε τα μόρια που περιέχουν ένα ή δύο άτομα τριτίου.
Αυτό το νερό πλούσιο σε τρίτιο θα είναι ραδιενεργό.
Οι αντίθετοι του προγράμματος ITER θα διατυπώσουν ότι, εφόσον το τρίτιο είναι σαν το υδρογόνο, είναι εξαιρετικά δύσκολο να το κρατήσουμε σε ασφαλή περιοχή χωρίς κίνδυνο. Τα μικροσκοπικά μόρια του ελαφρού υδρογόνου μπορούν να διαπεράσουν διακόπτες και συνδέσεις. Ακόμη χειρότερα, το υδρογόνο μπορεί να διαπεράσει στερεά τοιχώματα! Το τρίτιο είναι πρωταθλητής της διαφυγής, καθώς διαπερνά συνδέσεις και τα περισσότερα πολυμερή υλικά.
Από βιολογική άποψη δεν υπάρχει κίνδυνος ούτε με το ελαφρύ υδρογόνο ούτε με το δευτέριο. Με το τρίτιο, είναι άλλη ιστορία. Το άτομο του υδρογόνου έχει την ιδιότητα να συνδέεται με μία μεγάλη ποσότητα άλλων ατόμων για να δημιουργήσει μία μεγάλη ποσότητα μορίων, τόσο στον ορυκτό όσο και στον βιοχημικό κόσμο.
Με αυτό, το τρίτιο μπορεί να ενταχθεί στις τροφικές αλυσίδες, ακόμη και στο DNA.
Οι υποστηρικτές του ITER θα απαντήσουν ότι μία διαρροή ή εκρήξη τριτίου, που αντιστοιχεί στη λειτουργία της μηχανής δοκιμής ή των απογόνων της, θα οδηγήσει μόνο σε μία αμελητέα ρύπανση, "χωρίς κίνδυνο για τη δημόσια υγεία".
Είμαστε συνηθισμένοι να ακούμε αυτό από τους πυρηνικούς κυβερνήτες για δεκαετίες.
Ένα άλλο επιχείρημα που υποστηρίζεται από τους υποστηρικτές του προγράμματος ITER: στο ανθρώπινο σώμα υπάρχουν τα οποία ονομάζονται "κύκλοι του νερού". Αν το ανθρώπινο σώμα απορροφήσει νερό με τρίτιο, το θα επιστρέψει στη φύση γρήγορα. Ο "βιολογικός του χρόνος" (από ένα μήνα έως ένα έτος) είναι μικρότερος από τον "ραδιολογικό".(Wikipedia).
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Fixation_biologique_du_tritio
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Cin.C3.A9tique_dans_l.27organisme
Τα πράγματα θα ήταν διαφορετικά αν τα άτομα του τριτίου βρίσκονταν συνδεδεμένα, για παράδειγμα, σε μόρια DNA. Εδώ επαφθήκαμε με τις συνέπειες μίας χαμηλής δόσης ρύπανσης που ασκεί τις επιδράσεις της μακροχρόνια.
Και εδώ οι υποστηρικτές του ITER θα συγκλονίζονταν και θα έλεγαν ότι οι ποσότητες του τριτίου είναι τόσο μικρές που θα περνούσαν απαρατήρητες... κλπ...
Εν συντομία, μπορούμε να πούμε ότι δεν υπάρχουν επικριτικές αντιρρήσεις σε αυτό το θέμα.
Φυσικά, υπάρχει το κόστος του προγράμματος, που εκτοξεύεται και η τριπλασιασμός του προϋπολογισμού δεν είναι παρά μία ασήμαντη αρχή, όπως θα δούμε στη συνέχεια, μαζί με τις απειλές του χρονοδιαγράμματος. Η κρίσιμη ερώτηση, που προκαλεί πόνο:
- Και η ηλεκτρική ενέργεια, πότε;
Τα τεχνικο-επιστημονικά ζητήματα που θα εξετάσουμε παρακάτω καθιστούν αδύνατη την πρόβλεψη, όχι μόνο στον μελλοντικό προϋπολογισμό, αλλά και στους χρόνους, και απλώς σε όρους εφαρμογής και αποδοτικότητας.
Ας ξεκινήσουμε, πρώτα, να αναζητήσουμε την πηγή του προγράμματος ITER
http://www.iter.org/proj/iterhistory
Διαβάζουμε ότι αυτό το πρόγραμμα προέκυψε από μία συζήτηση μεταξύ Γκορμπατσόφ και Ρέιγκαν, που έλαβε χώρα στη Γενεύη το 1985, στο τέλος του Ψυχρού Πολέμου.
Ρέιγκαν και Γκορμπατσόφ στη Γενεύη, το 1985
Η διακοπή των απίστευτων αποθεμάτων πυρηνικών εξοπλισμών και πυραύλων έδωσε στο άτομο μία εντελώς αρνητική εικόνα, ελαφρώς μειωμένη μόνο από τη θετική συνδεσμολογία του πυρηνικού για την ειρήνη. Γνωρίζουμε, εντούτοις, ότι ένας πολιτικός αντιδραστήρας μπορεί να μετατραπεί σε πυρηνικό γεννήτορα πλουτωνίου και έτσι να είναι σε θέση να παράγει το εκρηκτικό τύπου των αντιδράσεων διάσπασης: το πλουτώνιο.
-
Η καταστροφή στο Τσερνομπίλ μας έδειξε ότι αυτό το ειρηνικό άτομο, για το οποίο είχαμε όνειρα ότι θα μας φέρει ευημερία, μπορεί να καταστρέψει το περιβάλλον μας για άπειρο χρόνο, πέρα από τη διάρκεια ζωής της είδους μας, και ταυτόχρονα να είναι βλαβερό για την υγεία μας και για το γενετικό μας κεφάλαιο. Αυτά τα επιχειρήματα δεν μπορούν να παραβλεφθούν.
-
Εάν συμπεριλάβουμε τα αδιέξοδα προβλήματα που σχετίζονται με την αποθήκευση των αποβλήτων και την αποσυναρμολόγηση των πυρηνικών εγκαταστάσεων, για τα οποία δεν έχουμε καμία ιδέα πώς θα προχωρήσουμε.
-
Συμπεριλαμβάνουμε το αναπόφευκτο φαινόμενο της διάδοσης του πυρηνικού όπλου.
Προσθέτουμε επίσης ότι ένα χρόνο μετά αυτής της συνάντησης συνέβη το Τσερνομπίλ.
Γίνεται όλο και πιο επείγουσα η ανάγκη να βρούμε ένα "ειρηνικό άτομο" που δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενός νέου όπλου, και τα απόβλητά του να αποτελούν ένα ασφαλές αέριο: το ήλιο, που δεν μπορεί να οδηγήσει σε διάδοση "ευαίσθητων υλικών".
Αμέσως σκέφτεται κανείς τους γεννήτορες σύντηξης δευτερίου-τριτίου, που αποδίδονται όλες οι ευλογίες.
Μία ανεξάντλητη ενέργεια, θα λέγαμε. Και να σκεφτεί κανείς τις φανταστικές ποσότητες δευτερίου και τριτίου (ή λιθίου, από το οποίο μπορεί να παραχθεί το τρίτιο) που περιέχονται στο νερό των ωκεανών.
Η ενέργεια από τη σύντηξη είναι κυρίως μία μεγάλη μύθος, η μύθος του "ευεργέτη ατόμου", χωρίς κίνδυνο, ειρηνικό και με "απεριόριστη ενέργεια".
Συμπεριλαμβάνουμε μία εικόνα που απευθύνεται στο ανθρώπινο φανταστικό, το "ήλιο σε φιάλη".
Ο άνθρωπος έχει πάντα συνδέσει τα μεγάλα φαινόμενα της φύσης με μυθολογικές κατασκευές. Το νερό που πέφτει από τον ουρανό επιτρέπει καλές σοδειές. Οι προκολομβιανές πολιτισμοί προσεύχονταν στον ουρανό για να τους δώσει αυτό το ζωτικό υγρό: τη βροχή. Αλλά το νερό είναι επίσης αυτό των πλημμυρών, αυτό που καταστρέφει, αυτό που σκοτώνει.
Το ίδιο συμβαίνει με τον ήλιο. Για τους αρχαίους Αιγύπτιους, οι θεοί δεν ήταν τίποτα άλλο παρά μία εκδήλωση της κεντρικής θεότητας, του ήλιου. Ο Ράμπες ήταν ο ευεργέτης ήλιος που προφητεύει καλές σοδειές, ενώ ο αδελφός του Σέθ, ο φοβερός θεός του ήλιου της ξηρής έρημου, ήταν εκείνος που ξηραίνει τις σοδειές και φονεύει τους ταξιδιώτες που έχουν χάσει το δρόμο.
Υπάρχει μία μύθος για το άτομο. Όταν ο Οπενχάιμερ, που μπορούσε να διαβάσει σανσκριτικά, είδε για πρώτη φορά την πυρηνική φωτιά να απελευθερώνεται μπροστά στα μάτια του, άρχισε αμέσως να διαβάζει ένα ποίημα από τη Μπαγκάβα Γκίτα (στίχος 33, κεφάλαιο 11), που τελειώνει με τη φράση:
Είμαι η θάνατος, η καταστροφέας όλων των κόσμων
http://en.wikipedia.org/wiki/Bhagavad_Gita
Το άτομο αρχίζει να γίνεται μέρος της ιστορίας, να έχει θέση στο φανταστικό των ανθρώπων, που λαμβάνει μορφή ενός φοβερού θεού, συγκρίσιμου με την κεραυνό του Δία, τον ξύλινο του Θώρ, με τις βιβλικές αναφορές στον Αποκάλυψη, στο τέλος του κόσμου.
Και μετά έρχεται η εποχή του ειρηνικού ατόμου, που παρέχει άνεση και βελτίωση της ποιότητας ζωής. Ένα άτομο που θερμαίνει τα σπίτια, τροφοδοτεί τους κινητήρες των TGV που μας μεταφέρουν τόσο άνετα και γρήγορα.
Αλλά τα δράματα στο Τσερνομπίλ και στο Fukushima επιβάλλονται ως ακραία κλήση στην τάξη. Τότε το άτομο γίνεται κάτι σαν μία λευκή πανώλη, αόρατη, απαραίτητη, αργά θανατηφόρα.
- Δεν θα πεθάνουν όλοι, αλλά όλοι έχουν επηρεαστεί...
Ακόμη και αν η λειτουργία των εγκαταστάσεων φαίνεται να γίνεται χωρίς προβλήματα, έχουν παρατηρηθεί περιπτώσεις στο επίπεδο της υγείας, σε εργαζόμενους που δουλεύουν σε αυτές τις εγκαταστάσεις. Μία μελέτη που πραγματοποιήθηκε από το INSERM (Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας και Ιατρικής Έρευνας της Γαλλίας) δείχνει ότι υπάρχουν διπλάσιες περιπτώσεις καρκίνου σε αυτούς τους εργαζόμενους, ακόμη και όταν τα δοσίμετρα δείχνουν δόσεις χαμηλότερες από τα προκαθορισμένα όρια (τυχαία) από την Αρχή Ασφαλείας των Πυρηνικών Εγκαταστάσεων.
Εδώ είναι το πολιτικό άτομο, ακόμη και με το δυνατό λόμπι που προωθείται από τους πυρηνικούς κυβερνήτες, που λαμβάνει μία ανησυχητική μορφή.
Τότε γιατί δεν ενθαρρύνουμε περισσότερο αυτό το "ήλιο σε φιάλη", αυτό το άτομο που επιστρέφει να είναι χρήσιμο, χωρίς κίνδυνο; Αν ένα αεροπλάνο συγκρουστεί με ένα τοκαμάκ, ή ένας τρομοκράτης προκαλέσει καταστροφή με εκρηκτικά, δεν θα υπήρχε κανένα πρόβλημα! Ποιες θα ήταν οι συνέπειες; Λίγο δευτέριο, τρίτιο, λίθιο και ήλιο θα διαφύγουν στην ατμόσφαιρα, χωρίς περισσότερα, θα λέγαμε, και αύριο το περιστατικό θα ήταν νερό που πέρασε.
Με τη σύντηξη, βλέπουμε να εμφανίζεται η μύθος του "ατόμου χωρίς κίνδυνο και απόβλητα".
Όπως μπορεί να φανταστεί κανείς, αυτό δεν είναι εντελώς αληθές. Η σύντηξη δευτερίου-τριτίου παράγει νετρόνια που με τη σειρά τους θα ρυπάνουν όλες τις δομές των αντιδραστήρων. Αυτές θα γίνουν ραδιενεργές λόγω "διέγερσης", χάρη στις μεταμορφώσεις που συμβαίνουν σε όλα τα υλικά που εκτίθενται σε μεγάλη ροή νετρονίων. Έτσι, η αποσυναρμολόγηση ενός αντιδραστήρα σύντηξης θα είναι εξίσου περίπλοκη, προβληματική και ακριβή όπως η αποσυναρμολόγηση ενός αντιδραστήρα διάσπασης.
Οι υποστηρικτές του προγράμματος ITER θα αντιτάχθηκαν ότι τα απόβλητα που παράγονται στη σύντηξη θα έχουν μέσες ζωές που εκτιμώνται σε αιώνες, ενώ η διάσπαση παράγει ραδιονουκλίδια θανατηφόρα για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια.
Μετά από αυτή την προεισαγωγή, πρέπει να προσπαθήσουμε να βγούμε από τη μύθο, να ξεχάσουμε τις όμορφες φράσεις, όπως "ήλιο σε φιάλη" και "απεριόριστη ενέργεια", να είμαστε πραγματιστές και να εξετάσουμε την πρόταση σε όρους εφαρμογής.
Για να το κάνω αυτό, θα πρέπει να χρησιμοποιήσω μία φυσική γλώσσα. Σε όσο το δυνατόν, θα προσπαθήσω να κάνω αυτή τη γλώσσα προσβάσιμη.
Η σύντηξη είναι μία φιλοσοφική πύργος, προστατευμένη από την άκρως περίπλοκη φύση των φαινομένων που συνεπάγεται. Και αυτό είναι ένας από τους λόγους που επιτρέπουν στους πυρηνικούς κυβερνήτες να αποφεύγουν κάθε ερώτηση, απαντώντας "είναι πολύ περίπλοκο". Έτσι, στέλνουν τον συνομιλητή, ενδεχομένως έναν πολιτικό, στην αχύρα της περιπλοκότητας που τους επιτρέπει να αποφύγουν επικίνδυνες ερωτήσεις, όπως ένας καμπουράς που αποφεύγει με την αχύρα του.
Ας μπούμε λοιπόν στο επίκεντρο αυτών των επιστημονικών ερωτήσεων, και ας πάμε πέρα από το συνηθισμένο "μπλα-μπλα" για τους αρχάριους.
Το πρόγραμμα ITER βασίζεται σε δύο σειρές αποτελεσμάτων. Από τη μία πλευρά, έχουμε το αποτέλεσμα του Ηνωμένου Βασιλείου, το JET (Κοινό Ευρωπαϊκό Τούρος), που επιτεύχθηκε στο εργαστήριο του Κάλχαμ τον Οκτώβριο του 1997, όπου η εισαγωγή διαφόρων μορφών ενέργειας επέτρεψε, για ένα δευτερόλεπτο, την επίτευξη αντιδράσεων σύντηξης, με ένα συντελεστή
Q = 0,7
Τι σημαίνει αυτός ο συντελεστής Q; Είναι το πηλίκο μεταξύ της συνολικής ενέργειας που εκπέμπεται στη σύντηξη και της ενέργειας που εισήχθη σε μορφή μικροκυμάτων, εισαγωγής ουδέτερων σωματιδίων κλπ...
Ένας αντιδραστήρας σύντηξης παράγει ενέργεια με ροή ανάλογη του όγκου της κλίνης του αντιδραστήρα, ή αλλιώς του κύβου της χαρακτηριστικής διάστασής του (πάρτε, για παράδειγμα, το διάμετρο του πλάσματος του τούρου).
Οι απώλειες ενέργειας συμβαίνουν στα τοιχώματα και είναι ανάλογες με την επιφάνεια της κλίνης. Μεταβάλλονται ως το τετράγωνο της χαρακτηριστικής διάστασής του.
Η συμπέρασμα είναι ότι ο συντελεστής Q ακολουθεί το νόμο εξέλιξης:
Αν το JET περιορίζεται σε αυτή την τιμή Q = 0,65 σημαίνει ότι η μηχανή ήταν πολύ μικρή. Το ITER, δύο φορές μεγαλύτερο, θα επέτρεπε την αύξηση σε έναν συντελεστή δύο φορές υψηλότερο, ή:
Q = 1,4
Στα φυλλάδια του ITER, μπορεί να διαβάσει κανείς ότι περιμένουν να επιτύχουν έναν συντελεστή υψηλότερο από 5, με χρόνο λειτουργίας από 400 έως 1000 δευτερόλεπτα.
Μερικά λεπτομέρειες για αυτό το πείραμα που πραγματοποιήθηκε στο JET. Αυτός ο τοκαμάκ δεν είναι εξοπλισμένος με υπεραγωγικό πηνίο. Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από έναν ελατήριο κατασκευασμένο από χαλκό. Η ένταση του ρεύματος που διαπερνά τον ελατήριο είναι μερικά μεγααμπέρ, και η διασπορά της ενέργειας σε θερμότητα λόγω φαινομένου Joule εμποδίζει την προσέγγιση του πειράματος.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus
http://claude.emt.inrs.ca/VQE/sources/fusion_futur.html
Τα συστήματα θέρμανσης του ITER (μικροκύματα, εισαγωγή ουδέτερων) αποτελούν μία εξαγωγή από εκείνα που είναι εγκατεστημένα στο JET.
Έτσι, το ITER "θα λειτουργήσει".
Κανείς δεν το αμφισβητεί. Θα επιτευχθεί η σύντηξη δευτερίου-τριτίου, με συντελεστή Q υψηλότερο από τη μονάδα, και για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, χάρη στη χρήση ενός υπεραγωγικού πηνίου.
Αλλά αυτό είναι όλο;
Η μηχανή, όπως θα δείξουμε στη συνέχεια, δεν είναι πλήρης.
Στην τρέχουσα κατάσταση, δεν μπορεί ακόμη να θεωρηθεί ως πρωτότυπο, σε διαδικασία επαλήθευσης. Απλώς γιατί λείπει ένα, ή ακόμη και πολλά ουσιώδη στοιχεία, εάν συμπεριλάβουμε εκείνα των οποίων η λειτουργία δεν έχει ποτέ δοκιμαστεί.
Ο αντιδραστήρας θα φορτωθεί με μία μείξη 50/50 των ισοτόπων του υδρογόνου, δευτερίου και τριτίου. Η αντίδραση σύντηξης κάνει τα δύο στοιχεία να εξαφανιστούν για να δημιουργήσουν έναν πυρήνα ηλίου, με 2 θετικά φορτία, σε αντάλλαγμα ενέργειας σύντηξης 3,5 MeV και παράγοντας ένα νετρόνιο 14,1 MeV.
Σύντηξη δευτερίου-τριτίου
Το μαγνητικό πεδίο συμπίεσης εμποδίζει τον πυρήνα του ηλίου να φύγει. Μέσω ανταλλαγής ενέργειας με τα ιόντα δευτερίου και τριτίου, το άτομο του ηλίου συμβάλλει στη διατήρηση της θερμοκρασίας του πλάσματος, που διαφορετικά θα ψύχθηκε λόγω απώλειας ενέργειας μέσω ακτινοβολίας. Αλλά αυτό το πεδίο δεν έχει κανένα αποτέλεσμα στο νετρόνιο, εφόσον δεν έχει φορτίο, το οποίο θα προσκρούσει στα τοιχώματα του κυκλώματος συμπίεσης. Απορροφάται από τα υλικά που αποτελούν το τοίχωμα, δημιουργώντας ραδιενεργότητα σε αυτά τα στοιχεία λόγω διέγερσης και διαφόρων μεταμορφώσεων.
Ο Πρίγκιπας Νόμπελ Γάλλος Πιερ-Γκίλες ντε Ζένς υποψιαζόταν ότι δεν θα μπορούσε να προστατευθεί το ευαίσθητο υλικό του υπεραγωγικού πηνίου από τη βομβαρδισμό των νετρονίων που προκύπτουν από τη σύντηξη. Τα υπεραγωγικά υλικά είναι εύθραυστα. Οι ζημιές που προκαλούνται από τα νετρόνια μπορεί να καταστήσουν την υπεραγωγικότητα εξαφανισμένη τοπικά, να αποκλείσουν τους μαγνήτες ή ακόμη και να προκαλέσουν την καταστροφή τους.
Αντιμέτωποι με αυτό το σοβαρό πρόβλημα, οι υπεύθυνοι του ITER απαντούν ότι πίσω από το πρώτο τοίχωμα ("the first wall") και το πηνίο θα υπάρχει ένα δεύτερο τοίχωμα από ενώσεις λιθίου που απορροφούν τα νετρόνια και δημιουργούν τρίτιο μέσω της εξωθερμικής αντίδρασης:
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/gb/cea/next/couvertures/blk.htm#ch1
http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html
Δείτε επίσης:
Πρέπει να τονίσουμε ότι αυτή η αντίδραση είναι μία αντίδραση διάσπασης, προκαλούμενη, της διάσπασης ενός λιθίου 7, το οποίο βρίσκεται σε ασταθή κατάσταση και διασπάται σε δύο άτομα που έχουν 4 (ήλιο) και 3 (τρίτιο) νουκλεόνια.
Αυτό το δεύτερο τοίχωμα (ή τριτιγενές κάλυμμα) είναι ή προσδιορίζεται από μία υγρή μείξη λιθίου και lead. Η λειτουργία του lead είναι να εμποδίσει τα νετρόνια. Σε αυτή τη διαδικασία μπορεί να εκπέμψει και άλλα δύο. Αυτή η υγρή μάζα στους 500°C ψύχεται με νερό υπό πίεση. Είναι αδύνατο να τοποθετηθεί αυτή η μείξη μετάλλων σε υγρή κατάσταση σε άμεση επαφή με αυτό το νερό. Το λίθιο λιώνει στους 180°C και βρασμένο στους 1342°C.
Το λίθιο δεν αναφλέγεται στην ατμόσφαιρα σε θερμοκρασία δωματίου, όπως κάνει το πρώτο του αλκαλικό αδελφό, το νάτριο. Αλλά σε μία αρκετά υψηλή θερμοκρασία αναφλέγεται όπως και το άλλο του αδελφό: το μαγνήσιο, και αυτή η καύση είναι εξώθερμη και χαρακτηρίζεται από μεγάλη βία.
http://www.plexiglass.fr/materiaux/metaux/lithium.html
http://www.youtube.com/watch?v=ojGaAGDVsCc
****http://www.youtube.com/watch?v=hSly84lRqj0&feature=related
****http://www.youtube.com/watch?v=oxhW7TtXIAM&feature=related
| Απόσπασμα
(μετάφραση) | : | Το λίθιο
είναι το μόνο αλκαλικό μέταλλο που μπορεί να επεξεργαστεί στην ατμόσφαιρα χωρίς
κίνδυνο, ενώ τα άλλα οξειδώνονται και, συχνά, αναφλέγονται. Στην ατμόσφαιρα το λίθιο
καλύπτεται αργά με μία
φιλμ οξειδίου και νιτριδίου. | Με υγρή ατμόσφαιρα,
Δυνατόν είναι να μελετηθεί η συμπεριφορά των τοιχωμάτων, πολύ κοντά ή απευθείας σε επαφή με το ζεστό πλάσμα. Η καμπίνα έχει επενδυθεί με πλάκες από άνθρακα (CFC), πολύ παρόμοιες με εκείνες που χρησιμοποιούνται στο διαστημικό πλοίο. Ο άνθρακας έχει καλή θερμική αγωγιμότητα και καλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει τη μεταφορά θερμότητας μέσω αγωγής σε ένα τοίχωμα που ονομάζεται «περιοριστής». Πρόκειται για αυτό το κυκλικό δρόμο που μπορείτε να δείτε κάτω από την καμπίνα σχήματος τούρος.
Η καμπίνα Tore Supra. Κάτω: ο περιοριστής της
Τα τοιχώματα της καμπίνας έχουν δοκιμαστεί με ροές θερμότητας 1 Megawatt ανά τετραγωνικό μέτρο, ενώ η ροή αυξάνεται σε 10 Megawatts ανά τετραγωνικό μέτρο στον περιοριστή, όπου η θερμοκρασία στην επιφάνεια φτάνει τους 1200-1500°C. Ο περιοριστής είναι ένας ανταλλάκτης, όπου στο πίσω μέρος υπάρχει κυκλοφορία νερού στους 220°C και υπό πίεση 40 bar, επιτρέποντας έτσι τη δοκιμή της δυνατότητας ανάκτησης θερμότητας σε έναν τοκαμάκ.
Μία σημείωση και μία διευκρίνιση που επιβεβαιώθηκαν πρόσφατα. Ανακοινώθηκε με φανταστική διαφήμιση ότι επιτεύχθηκε η δευτερίου-τριτίου σύντηξη, η «μαγική ζεύξη», στο JET. Στην πραγματικότητα, δεν είναι και τόσο γνωστό ότι τα περισσότερα πειράματα σύντηξης έχουν διεξαχθεί με δευτέριο, σε θερμοκρασίες λίγο υψηλότερες των 150 εκατομμυρίων βαθμών.
****http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucl%C3%A9aire
http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html
| Οι
αντιδράσεις που συμβαίνουν σε έναν αντιδραστήρα που χρησιμοποιεί δευτέριο
ως καύσιμο σύντηξης
Πηγή
δευτέριο + δευτέριο → (ήλιο 3 + 0,82 MeV) + (νετρόνιο + 2,45 MeV)
δευτέριο + δευτέριο → (τρίτιο + 1,01 MeV) + (πρωτόνιο + 3,03 MeV)
δευτέριο + τρίτιο → (ήλιο 4 + 3,52 MeV) + (νετρόνιο + 14,06 MeV)
δευτέριο + ήλιο 3 → (ήλιο 4 + 3,67 MeV) + (πρωτόνιο + 14,67 MeV)
Οι Βρετανοί έχουν δοκιμάσει με δευτέριο-τρίτιο για να επαληθεύσουν την ιδέα. Ωστόσο, σύμφωνα με την πηγή μου, το βασικό μέρος των δοκιμών έγινε με δευτέριο, πιθανότατα λόγω του κόστους του προϊόντος.
Οι απώλειες λόγω ακτινοβολίας.
Το πλάσμα χάνει ενέργεια μέσω δύο διαδικασιών ακτινοβολίας του «αερίου ηλεκτρονίων». Πρώτα, έχουμε την «συγχροτρονική ακτινοβολία», που αντιπροσωπεύει την απώλεια ενέργειας των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων που τροχιάζουν γύρω από το μαγνητικό πεδίο της μηχανής. Η δεύτερη πηγή απώλειας είναι η «ακτινοβολία επιβράδυνσης», ή bremsstrahlung. Όταν ένα ηλεκτρόνιο περνάει κοντά σε ένα ιόν, αλλάζει την τροχιά του. Επιβραδύνεται και εκπέμπει αυτό το είδος ακτινοβολίας, του οποίου η ένταση αυξάνεται με το τετράγωνο του ηλεκτρικού φορτίου Z του ιόντος.
Ακτινοβολία επιβράδυνσης (bremsstrahlung)
Ο άνθρακας είναι ενδιαφέρων για πολλούς λόγους:
*- Η καλή του αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες (οι «πλάκες» είναι πολύ παρόμοιες με εκείνες του διαστημικού πλοίου)
- Η καλή θερμική αγωγιμότητά του.
- Ο μικρός αριθμός ηλεκτρικών φορτίων που έχουν τα ιόντα του άνθρακα (έξι). *
Στο μηχανισμό απώλειας ενέργειας λόγω ακτινοβολίας επιβράδυνσης, ένα ιόν άνθρακα (αποσπασμένο από το τοίχωμα και που φτάνει να μολύνει το πλάσμα) συμβάλλει σε απώλεια 16 φορές μεγαλύτερη από εκείνη ενός ηλεκτρονίου και ενός ιόντος υδρογόνου, το οποίο φέρει μόνο ένα φορτίο.
Ωστόσο, ο άνθρακας υποστηρίζει φαινόμενο εκλογής και συμπεριφέρεται σαν μία πραγματική «βρύση απορρόφησης υδρογόνου», που απορροφά και δίνει ως προϊόν υδρογονάνθρακες. Αν αυτό μειχθεί με άτομα τριτίου, θα γίνει επίσης ραδιενεργό (η ημιζωή του τριτίου είναι 12 χρόνια).
Επομένως, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο άνθρακας, εκτός αν (όπως θα δούμε παρακάτω) χρησιμοποιηθεί ως απορροφητής αποβλήτων.
Για το ITER, όπου το εσωτερικό τοίχωμα αντιστοιχεί σε 1000 τετραγωνικά μέτρα, η επιλογή έχει γίνει. Τα 700 τετραγωνικά μέτρα θα επενδυθούν με βερύλιο, το ελαφρύτερο από τα μέταλλα, με σημείο τήξης 1280°C. Αυτή η επένδυση θα μπορέσει βεβαίως να αντέξει τη θερμική σύγκρουση χάρη σε μία υποπεριφερειακή κυκλοφορία πιεσμένου νερού. Σε σχέση με τη μόλυνση του πλάσματος λόγω αποσπασμού ιόντων, το βερύλιο έχει 4 ηλεκτρόνια και συμβάλλει σε απώλεια 16 φορές μεγαλύτερη από εκείνη ενός ηλεκτρονίου και ενός ιόντος υδρογόνου.
Η σύντηξη παράγει τελικά ήλιο. Ένας αντιδραστήρας όπως το ITER δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει με 10% ήλιο, που αποτελεί τη «σκόνη» της σύντηξης. Πρέπει να αφαιρεθεί συνεχώς.
Αυτή ήταν η λειτουργία του περιοριστή, αλλά οι μηχανικοί εξέτασαν μία άλλη γεωμετρία που οδήγησε στη δημιουργία ενός διαχειριστή. Αυτός αντιστοιχεί στα αποχετεύσεις που βλέπουμε να τρέχουν στη βάση της καμπίνας σχήματος τούρος:
Ο διαχειριστής αποτελείται από μονάδες, τμήματα που θα μπορέσουν να ελεγχθούν και να αντικατασταθούν. Εδώ έχετε το σχέδιο μίας από αυτές.
Μονάδα του διαχειριστή
Τα μέρη σε πράσινο αντιστοιχούν σε πλάκες ταντάλιου. Αυτό το μέταλλο, που αποτελεί τη λάμπα των λαμπτήρων πυρακτώσεως, έχει σημείο τήξης 3000°C, το υψηλότερο από όλα τα μέταλλα. Η μορφή του διαχειριστή μπορεί να εξηγηθεί αν ληφθεί υπόψη, εκτός από τη βασική του λειτουργία, μία ιδιαίτερη μαγνητική γεωμετρία που του επιτρέπει να συλλέξει τα ιόντα:
Σε φωτεινό μπλε: το βερύλιο. Σε σκούρο μπλε: το ταντάλιο. Σε μαύρο: ο άνθρακας.
Διακρίνεται μία μαγνητική γεωμετρία σχήματος ψαριού. Οι ραφές που βρίσκονται στο βάθος αυτών των δύο αποχετεύσεων είναι προορισμένες να αποτελέσουν την έξοδο από την οποία μπορεί να αντληθεί το πλάσμα και στη συνέχεια να επανεισαχθεί στην καμπίνα, μετά την αφαίρεση της σκόνης (του ήλιου) και των ιόντων που μολύνουν το πλάσμα και προκαλούν τη ραδιενεργή ψύξη αυτού: άνθρακα, βερύλιο και ταντάλιο.
Το ταντάλιο είναι το πιο επιβλαβές ρυπαντικό. Η ηλεκτρονική δομή του το καθιστά να έχει 74 ηλεκτρόνια, και οι ειδικοί μου είπαν ότι, μετά την ανάμειξη με το πλάσμα σύντηξης, μπορεί να φτάσει σε 50 ή 60 ηλεκτρικά φορτία. Η συνάντηση ενός ηλεκτρονίου με ένα από αυτά τα ιόντα προκαλεί απώλεια λόγω ακτινοβολίας επιβράδυνσης 3600 φορές μεγαλύτερη από όταν ένα ηλεκτρόνιο συναντήσει ένα ιόν υδρογόνου.
Μιλάμε εδώ για απώλειες ακτινοβολίας με τη μορφή ακτινοβολίας επιβράδυνσης ή bremsstrahlung. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες μορφές απωλειών που είναι ακόμα πιο σημαντικές, συνδεδεμένες με «ελεύθερες-συνδεδεμένες» μεταβάσεις.
Όταν τα ηλεκτρόνια συναντήσουν ιόντα δευτερίου, τριτίου, ήλιου ή βερυλίου, τα πυρήνες έχουν χάσει όλα τα ηλεκτρόνιά τους. Αυτό δεν ισχύει για το ταντάλιο στις συνθήκες λειτουργίας. Πιθανώς από 15 έως 25 ηλεκτρόνια (από τα 74 που έχει) θα συνεχίσουν να είναι δεμένα στον πυρήνα. Η συνάντηση με ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο θα προκαλέσει αποδιέγερση αυτής της υπολειμματικής ηλεκτρονικής στοιβάδας, αμέσως ακολουθούμενη από ακτινοβολική αποδιέγερση με εκπομπή φωτονίου. Μία νέα και πολύ σημαντική απώλεια.
Η μόλυνση του πλάσματος από ιόντα ταντάλιου μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της απόδοσης, και ακόμα και στην εξαφάνιση του πλάσματος σύντηξης.
Μετά από συμβουλή με έναν ειδικό, μάθα ότι η ανάρριψη βαρέων ιόντων θα γίνει στο βάθος των ραφών που χωρίζουν τα δύο στοιχεία του διαχειριστή, μέσω κεντρικών οπών.
Το JET είχε αρχικά εξοπλιστεί με έναν περιοριστή παρόμοιο με τον Tore Supra. Οι Βρετανοί τροποποίησαν τη διάταξή τους, επενδύοντας την καμπίνα με ταντάλιο και εγκαθιστώντας ένα διαχειριστή στη βάση της. Όπως είπε η Michèle Rivasi στις 16 Μαΐου στο Aix-en-Provence, θα ήταν καλύτερα να περιμένουμε τα αποτελέσματα των βρετανικών δοκιμών πριν αρχίσουμε το έργο ITER.
Η ίδια συμπέρασμα ισχύει για την επένδυση με βερύλιο.
Έχει δοκιμαστεί το σύστημα του διαχειριστή;
Μπορεί να διασφαλίσει την καθαρότητα του πλάσματος σύντηξης;
Απάντηση των ειδικών:
- Μόνο η εμπειρία μας θα μας δώσει την απάντηση.
Συμπέρασμα:
Όταν κανείς βαδίζει στα εσωτερικά της μηχανής ITER ανακαλύπτει μία πολυπλοκότητα που φέρνει ζάλη. Αυτό «πράγμα» είναι εκατό φορές πιο πολύπλοκο από έναν πυρηνικό αντιδραστήρα διάσπασης. Μεταφέρει δεκάδες προβλήματα, με λύσεις πολλές από τις οποίες δεν έχουν ακόμη δοκιμαστεί. Η απόδοση του διαχειριστή είναι πεδίο καθαρής εικασίας. Και ακριβώς αυτή η λύση για τη συνεχή απομόλυνση του πλάσματος είναι η απαραίτητη προϋπόθεση για να συνεχιστεί η ανάπτυξή της.
Από αυτή την άποψη, το ITER είναι μία ενδιαφέρουσα εμπειρία, ένας καυτός συγκεντρωτικός χώρος για διατριβές και πολύπλοκες μελέτες. Αλλά είναι επίσης
Μία εμπειρία 15 δισεκατομμυρίων ευρώ
(για το παρόν)
Κάθε μικρότερο πρόβλημα θα συνεπαγόταν μία νέα έκρηξη του προϋπολογισμού. Οι βουλευτές μας πρέπει να είναι σε επαγρύπνηση και να μην αφήνονται να αποκληρωθούν από τις συνηθισμένες φράσεις, που έχουν σκοπό να τους αναισθητοποιήσουν και να τους γεμίσουν με καπνό:
*- Το ηλιακό φως σε ένα δοχείο
- Η απεριόριστη πηγή ενέργειας ….*
Όταν ρώτησα έναν ερευνητή που συμμετέχει σε αυτό το έργο:
*- Πότε, και με ποιο κόστος, μπορούμε να περιμένουμε να δούμε αυτή τη μηχανή να μετατραπεί σε γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας; *
Η απάντησή του ήταν:
*- Θα πρέπει να υπολογίσουμε έναν προϋπολογισμό που δεν είναι πολύ στενός …. γύρω στα μερικά δισεκατομμύρια ευρώ και να γίνει σε μερικές δεκαετίες. *
Το μενού είναι στο τραπέζι. Πολύ ακριβό, πολύ αργό, πολλά προβλήματα.
Για τις ενεργειακές ανάγκες, ποιες είναι οι λύσεις;
Ο πυρηνικός διαχωρισμός:
*- Επικίνδυνος
- Βλαβερός για το περιβάλλον και την υγεία.
- Καμία λύση για τη διαχείριση των αποβλήτων πυρηνικής ενέργειας.*
Η σύντηξη, μέσω του ITER:
*- Πολύ ακριβή
- Πολλά προβλήματα χωρίς λύση.
- Πολύ αργή*
Θα παρευρεθώ στο συνέδριο DZP (dense Z-pinches) στο Biarritz, από τις 6 έως τις 9 Ιουνίου.
Το DZP2011 είναι η κύρια διάσκεψη για ειδικούς που εργάζονται στον τομέα της έρευνας πυκνών Z-pinches και σχετικών θεμάτων. Προηγούμενες διεξαγόμενες στο Laguna Beach (1989), London (1993), Vancouver (1997), Albuquerque (2002), Oxford (2005) και Alexandria (2008) έχουν έλκυσε πάνω από 100 συμμετέχοντες από έως 20 χώρες.
Τα θέματα που θα καλύψει το DZP2011 περιλαμβάνουν όλες τις πτυχές της έρευνας πυκνών Z-pinches, συμπεριλαμβανομένης της βασικής φυσικής Z-pinches και της ευρείας γκάμα εφαρμογών των Z-pinches σε τομείς όπως η αδρανής συμπίεση σύντηξης, η εργαστηριακή πλασματική αστροφυσική, οι μαλακές ακτίνες X λέιζερ και η βασική φυσική υψηλής ενέργειας πυκνότητας. Σχετικές δομές πυκνού πλάσματος όπως τα X-pinches, τα πλασματικά εστιασμένα και οι υψηλής ρεύματος διακλαδώσεις σε σωλήνες αποτελούν μεταξύ των θεμάτων ενδιαφέροντος.
Τη Δευτέρα 6 Ιουνίου 2011 στις 8:30 ο φίλος μου Malcom Haines «κάνει την εισαγωγική παρουσίαση» και θα παρουσιάσει την ανάλυσή του των αποτελεσμάτων που επετεύχθησαν στις μηχανές Z από το 2005, και θα επιβεβαιώσει στο συμπέρασμά του «στο Sandía, πάνω από δύο δισεκατομμύρια βαθμούς έχουν επιτευχθεί από το 2005». Η συμμετοχή του σε αυτό το διεθνές συνέδριο για τις μηχανές Z, είναι αποφασιστική.
Πρόγραμμα του συνεδρίου Biarritz για τις μηχανές Z (6-9 Ιουνίου 2011)
(κάποιος φραγκοσύντακτος θα έρθει να καλύψει τη διοργάνωση στο πρόσωπο ή θα περιοριστεί σε συνοπτικές αναφορές που του δίνουν το CEA και άλλες εγκαταστάσεις;)
Η εξήγηση αυτού του φαινομένου χωράει σε δύο λέξεις: «τραχύτητα ρεύματος».
Θα πάω να υποστηρίξω τον Malcom στη διάλεξή του.
Malcom Haines, πρωτοπόρος στη φυσική του πλάσματος και την MHD
Τα προηγούμενα χρόνια άκουσα από τους Αμερικανούς ότι τέτοιες θερμοκρασίες δεν είχαν ποτέ επιτευχθεί, ότι οι συμπεράσματα που δημοσιεύτηκαν στη σεβαστή επιθεώρηση Physical Review Letters το 2006, με τη μορφή άρθρου με τίτλο "Πάνω από δύο δισεκατομμύρια βαθμούς", ήταν ψεύτικα. Ωστόσο, κανένα γράμμα δεν έχουν δημοσιεύσει στα πέντε χρόνια που πέρασαν από την εμφάνιση του άρθρου για να υποστηρίξουν τις διαψεύσεις τους, ούτε ακόμη και να προσφέρουν λογικές και συνεκτικές εξηγήσεις.
Από τη δική μου άποψη, οι Αμερικανοί έχουν ξεκινήσει μία εκστρατεία αποπληροφόρησης, καθώς αυτή η νέα διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σχεδίαση και την εφαρμογή πυραύλων σύντηξης καθαρής (όπου η διαδικασία σύντηξη