Πώς η μαγιονέζα θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο στην παραγωγή καθαρής ενέργειας

Θα μπορούσε η μαγιονέζα να ανοίξει το δρόμο στους ερευνητές σε ένα από τα περιζήτητα επιστημονικά κατορθώματα - την πραγματοποίηση της πυρηνικής σύντηξης;

Στο ερώτημα αυτό ομάδα ερευνητών, πιστεύει ότι έχει την απάντηση ή τουλάχιστον ότι βρίσκεται σε καλό δρόμο καθώς μελετά τη διάσημη σος για να κατανοήσουν τη συμπεριφορά του πλάσματος στις αντιδράσεις σύντηξης και να βρουν μελλοντικές λύσεις καθαρής ενέργειας, αναφέρει το Oilprice.com.

Οπως ανακάλυψαν οι επιστήμονες, οι μαγιονέζα όταν συμπιέζεται και θερμαίνεται, παρουσιάζει ορισμένα χαρακτηριστικά παρόμοια με τις διάφορες καταστάσεις του πλάσματος σε μια υποθετική αντίδραση πυρηνικής σύντηξης.

Έτσι, το κοινό καρύκευμα θα μπορούσε να γίνει συστατικό για την επίλυση ενός από τα πιο μακροχρόνια όνειρα της ανθρωπότητας - την επίτευξη της πυρηνικής σύντηξης.

Η σύντηξη είναι η φυσική διαδικασία που θερμαίνει τον Ήλιο και όλα τα άλλα αστέρια, κατά την οποία παράγεται τεράστια ποσότητα ενέργειας από τη σύντηξη ελαφρών ατόμων, όπως αυτά του υδρογόνου, σε βαρύτερα στοιχεία όπως το ήλιο.

Η πυρηνική σύντηξη θεωρείται εδώ και καιρό η απάντηση στην παραγωγή ενέργειας χωρίς υποπροϊόντα μηδενικών εκπομπών. Ωστόσο, κανείς δεν έχει σπάσει ακόμη τον κώδικα πυρηνικής σύντηξης λόγω των προκλήσεων που σχετίζονται με το περιβάλλον στο οποίο θα μπορούσε να λάβει χώρα η διαδικασία.

Η αδρανειακή σύντηξη περιορισμού, η διαδικασία που ξεκινά μια αντίδραση πυρηνικής σύντηξης, έχει πολλές προκλήσεις να ξεπεραστούν. Ένα από αυτά είναι η αστάθεια της κατάστασης του πλάσματος που προκύπτει από την ταχεία συμπίεση και θέρμανση καψουλών γεμάτων με ισότοπα υδρογόνου.

Η λεγόμενη αστάθεια Rayleigh-Taylor που συμβαίνει είναι η αλληλοδιείσδυση υλικών όταν συγκρούονται ρευστά με διαφορετικές πυκνότητες.

Και εδώ έρχεται η μαγιονέζα, η οποία έχει γίνει βασικό συστατικό για τη συνεχιζόμενη έρευνα σχετικά με τις φάσεις της αστάθειας Rayleigh-Taylor, λένε ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Lehigh .

«Εξακολουθούμε να εργαζόμαστε για το ίδιο πρόβλημα, το οποίο είναι η δομική ακεραιότητα των καψουλών σύντηξης που χρησιμοποιούνται στην αδρανειακή σύντηξη περιορισμού, και η Real Mayonnaise της Hellmann εξακολουθεί να μας βοηθά στην αναζήτηση λύσεων», δήλωσε ο Arindam Banerjee, ο καθηγητής Paul B. Reinhold Μηχανολόγων Μηχανικών και Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο Lehigh και Πρόεδρος του τμήματος ΜΕΜ στο PC Rossin College of Engineering and Applied Science.

«Χρησιμοποιούμε μαγιονέζα επειδή συμπεριφέρεται σαν στερεό, αλλά όταν υποβάλλεται σε μια κλίση πίεσης, αρχίζει να ρέει», λέει.

Ο Banerjee και η ομάδα του μελετούν τις ιδιότητες της μαγιονέζας σε σχέση με τα χαρακτηριστικά του πλάσματος για τουλάχιστον μισή δεκαετία.

Η πρώτη έρευνα
Το 2019, δημοσίευσαν την πρώτη τους εργασία με θέμα «Πειράματα αστάθειας Rayleigh-Taylor με ελαστικό-πλαστικό υλικό», στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review E.
Η ομάδα συνέχισε τα πειράματα στη μαγιονέζα και δημοσίευσε την τελευταία της εργασία με θέμα, «Μετάβαση σε πλαστικό καθεστώς για αστάθεια Rayleigh-Taylor σε μαλακά στερεά», νωρίτερα αυτό το έτος.

Στην τελευταία εργασία και πειράματα, οι επιστήμονες «προσπαθούν να ενισχύσουν την προβλεψιμότητα του τι θα συνέβαινε με αυτές τις λιωμένες, υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης κάψουλες πλάσματος με αυτά τα αναλογικά πειράματα χρήσης μαγιονέζας σε έναν περιστρεφόμενο τροχό», είπε ο Banerjee.

«Είμαστε ένα άλλο γρανάζι σε αυτόν τον γιγάντιο τροχό ερευνητών», είπε, σχολιάζοντας την ομάδα των επιστημόνων που εργάζονται για να κάνουν τη σύντηξη πραγματικότητα.

«Και όλοι εργαζόμαστε για να κάνουμε την αδρανειακή σύντηξη φθηνότερη και επομένως εφικτή».

Στις προσπάθειες πυρηνικής σύντηξης, οι πρόσφατες ανακαλύψεις στις ΗΠΑ έχουν ενθαρρύνει περισσότερες προσπάθειες Ε&Α στην Αμερική και αλλού.

Στα τέλη του 2022, το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore έγραψε ιστορία , επιδεικνύοντας την ανάφλεξη με σύντηξη για πρώτη φορά σε εργαστηριακό περιβάλλον - ένα επίτευγμα έξι δεκαετιών στο στάδιο της δημιουργίας. Η ενέργεια σύντηξης που απελευθερώθηκε ήταν μεγαλύτερη από την ενέργεια λέιζερ που παραδόθηκε για να ξεκινήσει η αντίδραση, περνώντας το κατώφλι ανάφλεξης.

Το National Ignition Facility (NIF) του LLNL έχει μέχρι στιγμής επιτύχει ανάφλεξη τέσσερις φορές από το 2022, δίνοντας ελπίδα στους επιστήμονες ότι η σύντηξη για ενέργεια μπορεί να μην είναι απλώς ένα όνειρο σωλήνων, όπως ήταν εδώ και δεκαετίες.

Η Κίνα πλησιάζει επίσης τον αγώνα για την τεχνολογία σύντηξης.

Κατασκευάζει μια Περιεκτική Ερευνητική Εγκατάσταση για Τεχνολογία Σύντηξης (CRAFT) στο Hefei — ένα έργο στο οποίο αναπτύσσονται και δοκιμάζονται βασικά στοιχεία για αντιδραστήρες ενέργειας σύντηξης. Η εγκατάσταση αναμένεται να ολοκληρωθεί το 2025.

Οι ΗΠΑ έχουν πολλές μεγάλες ιδιωτικές εταιρείες σύντηξης, συμπεριλαμβανομένης της Commonwealth Fusion Systems (CFS), η οποία μόλις υπέγραψε συμφωνία με το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ αξίας 15 εκατομμυρίων δολαρίων για την επίτευξη στόχων έρευνας και ανάπτυξης που οδηγούν σε εμπορική ενέργεια σύντηξης.

Τα κίνητρα στο πρόγραμμα Milestone της κυβέρνησης των ΗΠΑ για την υποστήριξη της ενέργειας σύντηξης «μπορούν να μας βοηθήσουν να συνεχίσουμε να προχωράμε βήμα προς βήμα προς τον στόχο μας να κατασκευάσουμε τον πρώτο μας σταθμό ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2030», δήλωσε τον Ιούνιο ο διευθύνων σύμβουλος και συνιδρυτής της CFS, Bob Mumgaard.

Πηγή: skai.gr