Είναι ένα όνειρο χιλιετιών και φυσικά των αλχημιστών: να παραχθεί o χρυσός από άλλα στοιχεία.
Από τους αρχαίους χρόνους, οι Αιγύπτιοι, οι Έλληνες και οι Ρωμαίοι προσπάθησαν ανεπιτυχώς να παράγουν τεχνητό χρυσό.
Αυτό το όνειρο της ανθρωπότητας, μια νεοσύστατη εταιρεία στο Σαν Φρανσίσκο ισχυρίζεται τώρα ότι βρήκε έναν τρόπο να το υλοποιήσει και μάλιστα σε μεγάλη κλίμακα: Με την πυρηνική σύντηξη.
Πρόκειται για τη Μarathon Fusion, που ιδρύθηκε το 2023 για να αναπτύξει νέες τεχνολογίες καυσίμων για τέτοιους πυρηνικούς αντιδραστήρες σύντηξης. Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι όχι μόνο βρήκε μια «πρακτική οδό για τη μετατροπή του υδραργύρου σε χρυσό σε μεγάλη κλίμακα, με γνώμονα τη σύντηξη», αλλά και ότι χρησιμοποίησε αυτή την προσέγγιση για να «ανοίξει μια νέα πηγή εισοδήματος» για μελλοντικούς αντιδραστήρες σύντηξης, καθιστώντας τους έτσι οικονομικά βιώσιμους εξαρχής.
Ο ιδρυτής της Marathon, Άνταμ Ρουτκόφσκι, ο οποίος προηγουμένως εργαζόταν ως μηχανικός πυραύλων στην SpaceX του Έλον Μασκ, ελπίζει ότι η ιδέα του θα επιταχύνει σημαντικά την εμπορική εφαρμογή της πυρηνικής σύντηξης.
Η πώληση χρυσού που παράγεται στον αντιδραστήρα θα μπορούσε να είναι επαρκής «για να αντισταθμίσει και, σε πολλές περιπτώσεις, να καλύψει πλήρως το κεφαλαιουχικό και λειτουργικό κόστος. Αυτά τα πρόσθετα έσοδα μειώνουν σημαντικά το πραγματικό κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας», αναφέρει στην εργασία του. Η ενέργεια σύντηξης θα γινόταν έτσι κάτι περισσότερο από μια απλή πηγή ενέργειας – «αυξάνοντας σημαντικά την οικονομική και κοινωνική της αξία».
Η βασική ιδέα
Η βασική ιδέα της αμερικανικής start up είναι απλή: άτομα υδρογόνου συντήκονται για να σχηματίσουν πυρήνες ηλίου – την πυρηνική αντίδραση σύντηξης που τροφοδοτεί τα περισσότερα αστέρια στο σύμπαν, συμπεριλαμβανομένου του ήλιου μας. Ωστόσο, στην πράξη αυτό απαιτεί δύο διαφορετικά ισότοπα υδρογόνου – δευτέριο (με ένα νετρόνιο) και τρίτιο (με δύο νετρόνια) – να θερμανθούν σε θερμοκρασία άνω των 100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου στον αντιδραστήρα μέχρι να συντηχθούν για να σχηματίσουν έναν πυρήνα ηλίου (με δύο νετρόνια), απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή ενός ελεύθερου νετρονίου.
Για να διατηρηθεί η διαδικασία σύντηξης και να διασφαλιστεί ότι παράγεται συνεχώς αρκετό τρίτιο ως καύσιμο, ο αντιδραστήρας περιβάλλεται από ένα κέλυφος λιθίου. Το λίθιο διασπάται κατά την επαφή με το νετρόνιο που απελευθερώνεται από την αντίδραση σύντηξης σε ήλιο – και στη συνέχεια σε νέο τρίτιο, το οποίο τροφοδοτεί περαιτέρω τη διαδικασία σύντηξης.
Ο αντιδραστήρας σύντηξης βασίζεται στη μετατροπή διαφόρων φυσικών στοιχείων το ένα στο άλλο: το υδρογόνο γίνεται ήλιο, το λίθιο γίνεται τρίτιο. Γιατί λοιπόν να μη χρησιμοποιηθεί η πυρηνική σύντηξη για άλλες διαδικασίες πυρηνικού ανασυνδυασμού – για παράδειγμα, για την τεχνητή παραγωγή χρυσού;
Προσθήκη υδραργύρου
Η Marathon προτείνει την προσθήκη υδραργύρου στον μανδύα που περιβάλλει τον αντιδραστήρα σύντηξης, εκτός από το λίθιο. Αυτό συμβαίνει επειδή ένα συγκεκριμένο ισότοπο υδραργύρου (με 118 νετρόνια) μετατρέπεται σε ένα άλλο ισότοπο υδραργύρου (με 117 νετρόνια) κατά την επαφή με τα νετρόνια από την αντίδραση σύντηξης. Αυτό είναι ασταθές και διασπάται σε χρυσό εντός 64 ωρών.
Ένα μέρος των νετρονίων που απελευθερώνονται από τη σύντηξη υδρογόνου-ηλίου θα συνεχίσει να χρησιμοποιείται στον αντιδραστήρα Marathon για την παραγωγή ενέργειας, ενώ το άλλο μισό θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή χρυσού.
Ο χρυσός θα παράγεται ως υποπροϊόν, ουσιαστικά, χωρίς να διακόπτεται η παραγωγή ενέργειας.
Μακρινή προοπτική
Μέχρι στιγμής, ο αντιδραστήρας αυτός παραμένει μια μακρινή προοπτική και η Marathon έχει δημοσιεύσει την πρόταση μόνο σε μια εργασία που δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ανεξάρτητες επιστημονικές πηγές.
Οι Financial Times επικαλούνται πάντως τον πυρηνικό φυσικό στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον Αχμεντ Ντιάλο και ειδικό στην πυρηνική σύντηξη, ο οποίος δήλωσε: «Στα χαρτιά, φαίνεται υπέροχο και όλοι με τους οποίους έχω μιλήσει γι’ αυτό είναι ενδιαφερόμενοι και ενθουσιασμένοι».
Στην εργασία του, ο Ρουτκόφσκι υποθέτει ότι θα μπορούν με τη μέθοδό του να παράγονται κάθε χρόνο δύο τόνοι χρυσού ανά γιγαβάτ δυναμικότητας παραγωγής ενέργειας.
Οι Financial Times κάνουν μάλιστα λόγο για ετήσια παραγωγή έως και πέντε τόνων ανά γιγαβάτ χρυσού χωρίς να μειωθεί η παραγωγή του αντιδραστήρα. Με τις τρέχουσες τιμές της αγοράς, ο χρυσός θα άξιζε τότε περίπου όσο η ίδια η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια – και κατά συνέπεια θα διπλασίαζε το κέρδος ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας από σύντηξη.
Ο ιδρυτής της Marathon, ωστόσο, υποθέτει ότι ο επιπλέον χρυσός από αντιδραστήρες στην αγορά δε θα μειώσει την τιμή. Επί του παρόντος, πάνω από 3.500 τόνοι του πολύτιμου μετάλλου εξορύσσονται παγκοσμίως, κάθε χρόνο. Συμπεριλαμβανομένου όλου του ανακυκλωμένου χρυσού, η συνολική προσφορά πέρυσι ήταν περίπου 5.000 τόνοι, σύμφωνα με το Παγκόσμιο Συμβούλιο Χρυσού.
Θεωρητικά, αντιδραστήρες σύντηξης με ισχύ 1.000 έως 2.500 γιγαβάτ θα μπορούσαν να κατασκευαστούν στο μέλλον και σύμφωνα με τις υποθέσεις του Ρουτκόφσκι, να παράγουν συνθετικά τόσο χρυσό εξορύσσεται σήμερα συμβατικά. Αυτό είναι σίγουρα πολύ και θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση των οικονομικών εμποδίων εισόδου στην πυρηνική σύντηξη.
Κατάρρευση της τιμής
Μακροπρόθεσμα, η παραγωγή συνθετικού χρυσού πιθανότατα θα κατακλύσει την αγορά και θα προκαλέσει την κατάρρευση της τιμής του πολύτιμου μετάλλου.
Σύμφωνα με την Υπηρεσία Πληροφοριών Ενέργειας των ΗΠΑ (EIA), η παγκόσμια δυναμικότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας όλων των σταθμών παραγωγής είναι ήδη σχεδόν τέσσερις φορές υψηλότερη σήμερα- πάνω από 9.000 γιγαβάτ – και αυτό θα αυξηθεί μαζικά λόγω της άνθησης της τεχνητής νοημοσύνης.
Εάν η πυρηνική σύντηξη γίνει η κυρίαρχη πηγή ενέργειας και η συνθετική παραγωγή γίνει μια τακτική παράλληλη επιχείρηση, αυτό θα μπορούσε όχι μόνο να κάνει την ηλεκτρική ενέργεια σημαντικά φθηνότερη, αλλά και να υποβαθμίσει αποτελεσματικά τον χρυσό σε ένα φθηνό μέταλλο.
Από τα μέσα της δεκαετίας του 2030
Υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος μέχρι η θεωρία να γίνει πραγματικότητα. Ακόμα και οι πιο αισιόδοξες προβλέψεις από ιδιωτικές εταιρείες σύντηξης προβλέπουν εμπορική χρήση της πυρηνικής σύντηξης μόνο από τις αρχές έως τα μέσα της δεκαετίας του 2030. Και ακόμα και τότε, θα χρειαστεί ακόμη περισσότερος χρόνος: Λόγω της φυσικής μόλυνσης του υδραργύρου κατά την παραγωγή σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης, δημιουργούνται ασταθή ισότοπα, τα οποία αποσυντίθενται και καθιστούν τη συγκομιδή χρυσού μερικώς ραδιενεργή.
Σύμφωνα με τον Ρουτκόσφκι, θα πρέπει να αποθηκευτεί για περίπου 14 έως 18 χρόνια πριν μπορέσει να χρησιμοποιηθεί. Έτσι, στην καλύτερη περίπτωση, θα περάσουν δεκαετίες μέχρι το όνειρο της ανθρωπότητας να δημιουργήσει χρυσό κατά βούληση να γίνει πραγματικότητα.
