Επιστήμονες επιχειρούν να λύσουν το μυστήριο της πυρηνικής σύντηξης χρησιμοποιώντας… μαγιονέζα

Οι μηχανολόγοι μηχανικοί του Πανεπιστημίου Lehigh της Πενσυλβάνια, χρησιμοποιούν την μαγιονέζα ως υποκατάστατο του πλάσματος, της ιδιαίτερα φορτισμένης κατάστασης της ύλης που εμφανίζεται όταν τα ηλεκτρόνια αποβάλλονται κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης των ατόμων.

Ούτε στερεό, ούτε υγρό, ούτε αέριο, το πλάσμα πιστεύεται ότι κατέχει το κλειδί για την ενέργεια σύντηξης, η οποία παρά τα διάφορα βήματα προόδου παραμένει ανέφικτη όσον αφορά την παραγωγή καθαρής ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα, αναφέρει το Futurism.com.

Ο Arindam Banerjee, ο μηχανολόγος μηχανικός που ηγήθηκε αυτού του πειράματος στο Lehigh, και η ομάδα του, είναι ειδικοί σε αυτό που είναι γνωστό ως σύντηξη αδρανειακού εγκλωβισμού. Ο συγκεκριμένος κλάδος έχει ως στόχο να θερμαίνει μικρές κάψουλες γεμάτες με καύσιμα (στην προκειμένη περίπτωση, ισότοπα υδρογόνου) σε ακραίες θερμοκρασίες σαν του Ήλιου, οι οποίες στη συνέχεια λιώνουν και μετατρέπονται σε πλάσμα.

Όπως θα περίμενε κανείς, η τήξη του υδρογόνου μπορεί να δημιουργήσει κάποιες εξαιρετικά ασταθείς συνθήκες. Για να προσομοιώσουν τη διαδικασία, ο Banerjee και η ομάδα του αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν μαγιονέζα, η οποία όπως σημείωσε ο επιστήμονας «συμπεριφέρεται σαν στερεό, αλλά όταν υποβάλλεται σε μια κλίση πίεσης, αρχίζει να ρέει».

Χρησιμοποιούν μια κατασκευή που ονομάζουν Εργαστήριο Τυρβώδους Ανάμειξης. «Όπως και με ένα παραδοσιακό λιωμένο μέταλλο, αν ασκήσετε πίεση στη μαγιονέζα, θα αρχίσει να παραμορφώνεται, αλλά αν αφαιρέσετε την πίεση, επιστρέφει στο αρχικό της σχήμα», εξηγεί ο Banerjee. «Έτσι, υπάρχει μια ελαστική φάση που ακολουθείται από μια σταθερή πλαστική φάση. Η επόμενη φάση είναι όταν αρχίζει να ρέει, και εκεί αρχίζει η αστάθεια».

Προφανώς, η ταχέως περιστρεφόμενη μαγιονέζα δεν είναι το ίδιο πράγμα με το πλάσμα. Αλλά οι επιστήμονες πίσω από αυτή τη νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review E, ελπίζουν ότι η διαδικασία θα μπορούσε να βοηθήσει στη διαλεύκανση των φυσικών φαινομένων που συμβαίνουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις μέσα στους αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης – χωρίς να χρειάζεται να δημιουργηθούν αυτές οι ακραίες συνθήκες.

Η σημασία της πυρηνικής σύντηξης

Η πυρηνική σύντηξη είναι η διαδικασία που τροφοδοτεί με ενέργεια τον Ήλιο και τα αστέρια, μέσω σύντηξης πυρήνων υδρογόνου στις καρδιές τους. Θεωρητικά, θα μπορούσε να είναι η πηγή σχεδόν απεριόριστης καθαρής ενέργειας στη Γη – αν βέβαια η αντίδραση μπορούσε να παράγει περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζεται για να λειτουργήσει, αναφέρει το Live Science.

Αυτή είναι μια δύσκολη αποστολή: η σύντηξη στα αστέρια πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 15 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, σύμφωνα με τη NASA. Και η τεράστια βαρύτητα ενός άστρου αναγκάζει τα άτομα υδρογόνου να ενωθούν μεταξύ τους, ξεπερνώντας τη φυσική τους απώθηση. Στη Γη, ωστόσο, δεν έχουμε αυτές τις συντριπτικές πιέσεις, οπότε οι αντιδραστήρες σύντηξης που κατασκευάζουμε πρέπει να λειτουργούν 10 φορές θερμότερα από τον Ήλιο. Για να φτάσουν σε αυτές τις ασύλληπτες θερμοκρασίες, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν πολλαπλές προσεγγίσεις, μία εκ των οποίων είναι και η σύντηξη αδρανειακού εγκλωβισμού στην οποία ειδικεύονται ο ο Banerjee και η ομάδα του.