Μικρούς «ήλιους» που θα παράγουν άφθονη και φθηνή ηλεκτρική ενέργεια από το 2025, θα έχει αναπτύξει μέχρι το 2025 η βρετανική εταιρεία Tokamak Energy. Μάλιστα, σε μία πενταετία αργότερα, οι μικρές αυτές μονάδες θα είναι έτοιμες να συνδεθούν στο ηλεκτρικό δίκτυο, ώστε να καλύπτουν τις ανάγκες σε ρεύμα νοικοκυριών και επιχειρήσεων.
Η λειτουργία των μονάδων θα βασίζεται στην πυρηνική σύντηξη, δηλαδή στην ίδια διαδικασία με την οποία ο Ήλιος και οι υπόλοιποι αστέρες παράγουν φως και θερμότητα. Με τη σύντηξη, ελαφρύτεροι πυρήνες ενώνονται σε βαρύτερους απελευθερώνοντας ενέργεια. Ένα από τα πλεονεκτήματά της είναι πως τα «καύσιμα» που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν είναι πρακτικά ανεξάντλητα.
Επιπλέον, σε αντίθεση με τις πυρηνικές σχάσεις που χρησιμοποιούνται σήμερα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ο κίνδυνος ατυχήματος σε μία μονάδα πυρηνικής σύντηξης θα είναι πρακτικά αμελητέος, ενώ τα απόβλητα θα έχουν ελάχιστες ποσότητες.
Μέχρι σήμερα, ωστόσο, η ιδέα κατασκευής τέτοιων παρέμενε ένα όραμα για το απώτερο μέλλον, λόγω σημαντικών τεχνικών εμποδίων. Εμπόδια που, όπως υποστηρίζει ο Ντέιβιντ Κίνγκχαμ, φυσικός και CEO της Tokamak Energy, η βρετανική εταιρεία είναι θέμα χρόνου να ξεπεράσει.
Το πρόβλημα με την ανάπτυξη ενός εμπορικού αντιδραστήρα σύντηξης είναι πως, για να ξεκινήσουν οι αντιδράσεις στο εσωτερικό του, τα «καύσιμα» θα πρέπει να βρεθούν σε κατάσταση θερμού πλάσματος, δηλαδή σε μια μορφή ιονισμένου αερίου με θερμοκρασία αρκετών εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου.
Επομένως, χρειάζεται να δημιουργηθεί ένα πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο θα συγκρατεί τους πυρήνες σε μικρή απόσταση μεταξύ τους και επιπλέον μακριά από τα τοιχώματα της μονάδας.
Κατά συνέπεια, το «στοίχημα» είναι η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τη σύντηξη να υπερβαίνει την ενέργεια που δαπανάται για να δημιουργηθεί το μαγνητικό πεδίο. Μέχρι σήμερα, όμως, για τη δημιουργία του πεδίου χρησιμοποιούνταν υπεραγώγιμοι μαγνήτες που έπρεπε να βρίσκονται σε θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν, δηλαδή περίπου στους -273 βαθμούς Κελσίου.
Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να είναι αρκετά ενεργοβόροι. Έτσι, η λύση που βρήκε η Tokamak Energy είναι υπεραγώγιμοι μαγνήτες οι οποίοι λειτουργούν σε αρκετά υψηλότερη θερμοκρασία, δηλαδή στους -200 βαθμούς Κελσίου. Συνεπώς, έχει μικρότερες ενεργειακές απαιτήσεις.
Η εταιρεία, η οποία είναι τεχνοβλαστός του Εθνικού Εργαστηρίου Σύντηξης της Βρετανίας, σχεδιάζει αρχικά να αναπτύξει μια διάταξη διαμέτρου μερικών μέτρων, για τις τελικές δοκιμές. Σε επόμενη φάση θα ξεκινήσει τη μαζική παραγωγή των μικρών αντιδραστήρων.
Επίσης, οι Βρετανοί επιστήμονες προχωρούν σταδιακά στην αύξηση της θέρμανσης των πυρηνικών «καυσίμων», ώστε να φτάσουν στη θερμοκρασία των 100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου που είναι απαραίτητη για την έναρξη των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Αυτή την περίοδο, στα εργαστήρια της εταιρείας κατασκευάζεται το τρίτο πρωτότυπο, στο οποίο το πλάσμα θα φτάσει σε θερμοκρασία 15 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου.
Η Tokamak Energy είναι η μόνη ιδιωτική εταιρεία που αναπτύσσει αντιδραστήρες Τόκαμακ, όπως ονομάζονται διεθνώς οι διατάξεις δακτυλιοειδούς θαλάμου που επινόησαν οι σοβιετικοί φυσικοί τη δεκαετία του 1960. Σύμφωνα με τον Κίνγκχαμ, το γεγονός αυτό σημαίνει πως η επιστημονική της ομάδα επικεντρώνεται περισσότερη στην πρακτική εφαρμογή της ιδέας, και λιγότερο στην έρευνα όπως συμβαίνει με τα διεθνή επιστημονικά πρότζεκτ που χρηματοδοτούνται από κρατικά κονδύλια.
Η βρετανική επιχείρηση δεν είναι η μόνη που υποστηρίζει πως βρίσκεται ένα βήμα πριν από την εμπορική εφαρμογή της σύντηξης, με μικρούς αντιδραστήρες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα το τμήμα Skunk Works της Lockheed Martin, το οποίο το 2014 ανακοίνωσε πως σε 10 χρόνια θα έχει αναπτύξει αντιδραστήρες με τόσο μικρό μέγεθος που θα χρούν σε φορτηγά.
