Η ολοκλήρωση του ITER παρατάθηκε για το 2034, με τις αντιδράσεις που θα παράγουν ενέργεια να αναμένονται 5 χρόνια αργότερα
Ο αντιδραστήρας σύντηξης του προγράμματος ITER θα ενεργοποιηθεί τελικά το 2034, δηλαδή 9 χρόνια αργότερα από το αρχικό χρονοδιάγραμμα, σύμφωνα με όσα ανακοίνωσε αυτή την εβδομάδα ο διεθνής οργανισμός. Οι αντιδράσεις σύντηξης που παράγουν ενέργεια -ο στόχος του έργου- δεν θα πραγματοποιηθούν μέχρι το 2039, και τότε μόνο για σύντομα χρονικά διαστήματα. Και αυτό για να ικανοποιηθούν οι ανησυχίες του ρυθμιστικού φορέα για την πυρηνική ασφάλεια στη Γαλλία, όπου κατασκευάζεται ο ITER. Κατασκευαστικά σφάλματα, η πανδημία COVID-19 και η πολυπλοκότητα ενός πρωτοποριακού μηχανήματος έχουν επιβραδύνει την πρόοδο, δήλωσε ο Γενικός Διευθυντής του ITER, Pietro Barabaschi, σε συνέντευξη Τύπου στις 3 Ιουλίου. "Θέλουμε να αντισταθμίσουμε τις καθυστερήσεις του παρελθόντος ξεκινώντας με ένα πιο ολοκληρωμένο μηχάνημα", είπε.
Με δεκάδες ιδιωτικές εταιρείες πυρηνικής σύντηξης να υπόσχονται παραγωγή ενέργειας πιο σύντομα, κάποιοι λένε ότι το ITER μπορεί να είναι ξεπερασμένο όταν θα ολοκληρωθεί. Επιπλέον, το ITER πρέπει τώρα να περιμένει καθώς τα μέλη του (Κίνα, Ευρωπαϊκή Ένωση, Ινδία, Ιαπωνία, Νότια Κορέα, Ρωσία και ΗΠΑ) θα εξετάζουν το σχέδιο. Ορισμένα από αυτά σχεδιάζουν πρωτότυπους σταθμούς παραγωγής ενέργειας σε παρόμοιο χρονοδιάγραμμα με το ITER και μπορεί να θέλουν χρηματοδότηση για αυτούς.
Το κόστος του ITER, που ήδη εκτιμάται σε πάνω από 20 δισεκατομμύρια ευρώ, θα αυξηθεί κατά 5 δισεκατομμύρια ευρώ σύμφωνα με το νέο χρονοδιάγραμμα. Ωστόσο, ο Barabaschi απέφυγε να κάνει εικασίες για το συνολικό κόστος του ITER, επειδή το μεγαλύτερο μέρος της χρηματοδότησης από τα μέλη παρέχεται σε είδος, και το πόσα δαπάνησαν τα μέλη για αυτόν τον εξοπλισμό είναι άγνωστο.
Πόσο δύσκολο είναι το ITER;
Το έργο ITER, που περιγράφεται ως "τεχνητός ήλιος", ξεκίνησε το 2006. Η κατασκευή άρχισε το 2010 και η λειτουργία αναμένονταν να ξεκινήσει μια δεκαετία αργότερα. Το έργο βασίζεται σε έναν αντιδραστήρα σχήματος ντόνατ, που ονομάζεται tokamak, στον οποίο υπάρχει πλάσμα από πυρήνες υδρογόνου τόσο ζεστό ώστε να γίνει η περίφημη σύντηξη από την οποία θα απελευθερώνεται πολλαπλάσια ενέργεια. Δέσμες σωματιδίων και μικροκύματα θερμαίνουν το πλάσμα στους 150 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου—10 φορές τη θερμοκρασία του πυρήνα του Ήλιου—ενώ λίγα μέτρα πιο πέρα οι υπεραγώγιμοι μαγνήτες που συγκρατούν το πλάσμα πρέπει να ψυχθούν στους –269°C, λίγους βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν!
Με την κατασκευή των σύνθετων εξαρτημάτων του να γίνεται σε τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο, το χρονοδιάγραμμα κατασκευής επεκτάθηκε τελικά μέχρι το 2025. Στη συνέχεια, όμως τον Ιανουάριο του 2022, η Γαλλική Αρχή Πυρηνικής Ασφάλειας (ASN) διέκοψε την κατασκευή τελείως. Οι αξιωματούχοι της ASN δεν πείστηκαν από τις προσομοιώσεις του ITER ότι οι εργαζόμενοι θα προστατεύονταν επαρκώς από τα νετρόνια υψηλής ενέργειας που παράγονται στις αντιδράσεις σύντηξης (τα οποία καθιστούν επίσης τον αντιδραστήρα ραδιενεργό). Οι αλλαγές στον σχεδιασμό, συμπεριλαμβανομένης της πρόσθετης θωράκισης, απείλησαν επιπλέον να υπερφορτώσουν τα θεμέλια του σκυροδέματος.
Η ASN ήθελε επίσης διαβεβαίωση ότι το tokamak, κατασκευασμένο από εννέα τμήματα, δε θα παρουσίαζε διαρροές. Όταν τα πρώτα δύο τμήματα ύψους 11 μέτρων έφθασαν στη Γαλλία από τον κατασκευαστή τους στη Νότια Κορέα, οι επιφάνειές τους δεν πληρούσαν την ακρίβεια χιλιοστού που απαιτούσε ο σχεδιασμός. Οι μηχανικοί του ITER πίστευαν ότι θα μπορούσαν να αντισταθμίσουν το πρόβλημα με έξυπνες συγκολλήσεις, αλλά η ASN δεν ήταν πεπεισμένη. Οποιαδήποτε διαρροή θα μπορούσε να οδηγήσει σε απελευθέρωση ραδιενεργού τρίτιου, ενός βαρύτερου ισοτόπου του υδρογόνου που είναι ένα από τα καύσιμα της σύντηξης.
Η παύση κατασκευής από την ASN εξακολουθεί να ισχύει σήμερα. Ο Gilles Perrier, επικεφαλής ποιότητας και ασφάλειας του ITER, δηλώνει ότι η σχέση με τον ρυθμιστικό φορέα ήταν δύσκολη. «Όταν έχεις μια σχέση δυσπιστίας, δεν μπορείς να χτίσεις τίποτα».
Τι θα γίνει από εδώ και πέρα
Οι μηχανικοί επιδιορθώνουν τα τμήματα του αντιδραστήρα προσθέτοντας νέο υλικό και κατεργάζονται τις επιφάνειες ώστε να είναι ξανά επίπεδες. «Τα αποτελέσματα που λαμβάνουμε είναι πολύ καλά», λέει ο Alessandro Bonito-Oliva, διευθυντής του προγράμματος τοκάμακ του ITER. Αναμένει ότι το πρώτο επιδιορθωμένο τμήμα θα ολοκληρωθεί μέσα στον Ιούλιο ή στις αρχές Αυγούστου. Μόλις ολοκληρωθεί η επιδιόρθωση, οι λεπτομέρειες θα αποσταλούν στην ASN για έγκριση.
Για να αντιμετωπίσουν το θέμα της ασφάλειας των νετρονίων, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί σχεδιάζουν να ξεκινήσουν τη λειτουργία με προσοχή, έτσι ώστε να μπορέσουν να αποκτήσουν πραγματικά δεδομένα και να επικυρώσουν τα μοντέλα τους πριν αυξήσουν την ισχύ και τα επίπεδα νετρονίων. Στο ITER τελικά θα χρησιμοποιηθεί καύσιμο από ένα μείγμα τρίτιου και δευτερίου, άλλου ισοτόπου του υδρογόνου. Αλλά αρχικά θα θερμανθεί απλά με κανονικό υδρογόνο· στη συνέχεια θα μεταβεί σε καθαρό δευτέριο, το οποίο παράγει λιγότερα νετρόνια από όταν αναμειγνύεται με τρίτιο, εξηγεί ο Alberto Loarte, επικεφαλής επιστήμης του ITER. "Με αυτόν τον τρόπο, αν κάνετε λάθη, τα κάνετε με χαμηλή παραγωγή νετρονίων," λέει.
Μετά από 5 χρόνια, οι χειριστές θα ενεργοποιήσουν σύντομες εκρήξεις σύντηξης διάρκειας λιγότερο από ένα λεπτό με το πιο ισχυρό καύσιμο δευτερίου-τριτίου, που θα δώσει στο ITER την ευκαιρία να επιτύχει τον δηλωμένο στόχο του να δημιουργήσει ενέργεια 10 φορές περισσότερη από όση καταναλώνει. Αφού οι χειριστές επιδείξουν στους επιθεωρητές της ASN ότι ο αντιδραστήρας είναι ασφαλής, θα μπορούσαν να ξεκινήσουν τη διαρκή σύντηξη που απαιτείται σε κάθε λειτουργικό ηλεκτρικό σταθμό.
Για να καταστεί ο ITER πιο σχετικός με τις λειτουργίες του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, ο Barabaschi - ο οποίος έγινε γενικός διευθυντής τον Οκτώβριο του 2022 - έκανε επίσης μια σημαντική αλλαγή στο υλικό του εσωτερικού τοιχώματος του αντιδραστήρα που εκτίθεται στο θερμό πλάσμα. Το αρχικό σχέδιο ήταν να χρησιμοποιηθεί βηρύλλιο, αλλά το πλάσμα μπορεί να το διαβρώσει. Οι σχεδιαστές έχουν στραφεί στο βολφράμιο, το οποίο είναι πιο ανθεκτικό στην εξάτμιση, αλλά διακόπτει τη σύντηξη εάν μολύνει το πλάσμα. Η εκκίνηση του μηχανήματος με ένα δυνητικά δύσκολο υλικό παρουσιάζει κίνδυνο, αλλά «πιστεύουμε ότι είναι ένας διαχειρίσιμος κίνδυνος», λέει ο Loarte.
Με όλα τα προβλήματα και τις καθυστερήσεις, κάποιοι βλέπουν να αυξάνονται οι κλήσεις για ανακατεύθυνση της χρηματοδότησης από το ITER σε πιο εμπορικούς στόχους. Αλλά ακόμα κι αν το ITER δεν γίνει τελικά βιώσιμο σύστημα σύντηξης, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η εμπειρία που θα αποκτηθεί και τα πλούσια δεδομένα που θα συλλέξει θα βοηθήσουν τους εμπορικούς αντιδραστήρες να πάνε πιο μπροστά...