Ένας φυσικός υποστηρίζει ότι η χρήση πυρηνικών αποβλήτων ως καυσίμου για την πυρηνική σύντηξη θα μπορούσε να καταστήσει τις ΗΠΑ πρωτοπόρο στην οικονομία της σύντηξης.
Τα απόβλητα αυτά θα μπορούσαν να μετατραπούν σε τρίτιο, ένα σπάνιο ισότοπο απαραίτητο για την πυρηνική σύντηξη, η οποία θεωρητικά μπορεί να παράγει σχεδόν απεριόριστη καθαρή ενέργεια, σύμφωνα με τον επιστήμονα. Το τρίτιο, μια ραδιενεργή μορφή υδρογόνου, δεν υπάρχει φυσικά στη Γη σε μεγάλες ποσότητες, είναι δαπανηρό στην παραγωγή του και διατίθεται σε περιορισμένες ποσότητες.
Κατά τη φθινοπωρινή συνάντηση της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας (ACS), ο Terence Tarnowsky, φυσικός από το Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos, πρότεινε ότι το τρίτιο μπορεί να εξαχθεί από υποπροϊόντα της πυρηνικής σχάσης, της διαδικασίας που τροφοδοτεί τους σημερινούς πυρηνικούς αντιδραστήρες. Η πυρηνική σύντηξη περιλαμβάνει τη συνένωση ατόμων για την παραγωγή θερμότητας. Μια από τις πιο εφικτές αντιδράσεις σύντηξης είναι αυτή μεταξύ τριτίου και δευτερίου, ενός άλλου ισοτόπου του υδρογόνου, που παράγει ήλιο.
Ωστόσο, η εμπορική εφαρμογή της πυρηνικής σύντηξης παραμένει ανέφικτη, καθώς οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη επιτύχει αυτοσυντηρούμενη ανάφλεξη, όπου η αντίδραση παράγει περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνει. Επιπλέον, το υψηλό κόστος του τριτίου αποτελεί σημαντικό εμπόδιο. «Η πυρηνική σύντηξη έχει τη δυνατότητα να προσφέρει άφθονη ενέργεια χωρίς εκπομπές», δήλωσε ο Tarnowsky στο Live Science. «Όμως, η περιορισμένη διαθεσιμότητα και το υψηλό κόστος του τριτίου αποτελούν εμπόδια για την επιτυχία της».Αποδοτική παραγωγή τριτίου.
Οι πρώτοι πυρηνικοί αντιδραστήρες σύντηξης που θα συνεισφέρουν στο ηλεκτρικό δίκτυο πιθανότατα θα εξαρτώνται από αντιδράσεις που απαιτούν τρίτιο, εξήγησε ο Tarnowsky. Αν και άλλες αντιδράσεις, όπως η σύντηξη δευτερίου με ήλιο-3, είναι θεωρητικά εφικτές, απαιτούν πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες, καθιστώντας τις λιγότερο πρακτικές και πιο δαπανηρές. Το πρόβλημα με το τρίτιο είναι η ραδιενεργότητά του και ο σύντομος χρόνος ημιζωής του, καθώς διασπάται κατά 5,5% ετησίως. «Δεν μπορείς να αποθηκεύσεις τρίτιο για δεκαετίες όπως άλλες πηγές ενέργειας», τόνισε ο Tarnowsky.
Για να καταστούν βιώσιμα τα μελλοντικά εργοστάσια σύντηξης, απαιτείται μια οικονομικότερη μέθοδος παραγωγής τριτίου. Οι σημερινοί πυρηνικοί αντιδραστήρες λειτουργούν με πυρηνική σχάση, όπου τα άτομα διασπώνται, απελευθερώνοντας ενέργεια. Ωστόσο, η σχάση παράγει μεγάλες ποσότητες μακρόβιων πυρηνικών αποβλήτων, όπως ουράνιο, πλουτώνιο και ισότοπα όπως το στρόντιο και το ιώδιο, που μπορεί να παραμένουν ραδιενεργά για εκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ.
Ο Tarnowsky προτείνει τη χρήση επιταχυντή σωματιδίων για τη διάσπαση ατόμων στα πυρηνικά απόβλητα, δημιουργώντας μια σειρά αντιδράσεων που καταλήγουν στην παραγωγή τριτίου. Η διαδικασία αυτή δεν εξαλείφει τα απόβλητα, καθώς τα υποπροϊόντα παραμένουν εξίσου επικίνδυνα, αλλά αξιοποιεί περαιτέρω το υλικό αυτό. Αν και οι βασικές αρχές της μεθόδου δεν είναι νέες, οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις μπορούν να την καταστήσουν πιο αποδοτική. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του Tarnowsky, χρησιμοποιώντας 1 γιγαβάτ ενέργειας, με κόστος δεκάδων εκατομμυρίων δολαρίων, το σύστημα θα μπορούσε να παράγει 2 κιλά τριτίου ετησίως, ικανά να τροφοδοτήσουν δεκάδες χιλιάδες νοικοκυριά για ένα χρόνο μέσω πυρηνικής σύντηξης.
Η μέθοδος αυτή, υποστηρίζει, είναι δεκαπλάσια πιο αποδοτική από άλλες τεχνικές παραγωγής τριτίου. «Μια σημαντική αλλαγή παραδείγματος». Προς το παρόν, οι ΗΠΑ δεν διαθέτουν σταθερή και οικονομική πηγή τριτίου, το οποίο κοστίζει περίπου 33 εκατομμύρια δολάρια ανά κιλό. Την ίδια στιγμή, υπάρχουν χιλιάδες τόνοι πυρηνικών αποβλήτων, η αποθήκευση των οποίων είναι δαπανηρή και δυνητικά επιβλαβής για το περιβάλλον. «Αυτή η τεχνολογία είναι εφικτή σήμερα», δήλωσε ο Tarnowsky.
«Θα αποτελούσε μια τεράστια αλλαγή στη διαχείριση του αναλωμένου πυρηνικού καυσίμου που ήδη κατέχει η κυβέρνηση». Παρόλο που πολλές λεπτομέρειες απομένουν να διευκρινιστούν πριν η πρόταση γίνει πλήρως υλοποιήσιμη, ο Tarnowsky είναι αισιόδοξος, καθώς η πυρηνική ενέργεια αρχίζει να γίνεται πιο αποδεκτή, σε αντίθεση με το παρελθόν, όταν ατυχήματα όπως αυτά στο Three Mile Island και το Τσερνόμπιλ την κατέστησαν ταμπού. «Οι καιροί έχουν αλλάξει», δήλωσε.
