Οι Ιάπωνες τον αποκαλούν τεχνητό ήλιο επί της Γης και οι υπέρμαχοί του υποστηρίζουν ότι θα αποτελέσει για την ανθρωπότητα μια εξίσου ισχυρή και αβλαβή πηγή ενέργειας με το ζωτικό μας άστρο. Την περασμένη εβδομάδα η Ευρωπαϊκή Ενωση αποφάσισε να προτείνει ως τόπο κατασκευής του Iter το Κανταράς της Γαλλίας (την υποψηφιότητα εκ μέρους της Ευρώπης διεκδικούσε και το Βαντεγιός της Ισπανίας, το οποίο πλέον αποσύρεται). H ευρωπαϊκή υποψηφιότητα έχει να αντιμετωπίσει σκληρό ανταγωνισμό από δύο ακόμη υποψηφίους, το Ροκάσο της Ιαπωνίας και το Κλάρινγκτον του Καναδά, και η οριστική απόφαση για τον τόπο που θα φιλοξενήσει τον νέο αντιδραστήρα αναμένεται να ληφθεί ως το τέλος του χρόνου. H κατασκευή του Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor – Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας) θα αρχίσει το 2005 και υπολογίζεται ότι οι πρώτες πειραματικές δοκιμές θα γίνουν το 2015.
Το διεθνές πρόγραμμα θα κοστίσει τουλάχιστον 5 δισ. ευρώ και παρά τις αντιδράσεις διαφόρων οικολογικών οργανώσεων οι χώρες που μετέχουν σε αυτό (Καναδάς, Ευρωπαϊκή Ενωση, Ρωσία, Ιαπωνία και, πρόσφατα, ΗΠΑ, Κίνα και Νότια Κορέα) διακηρύσσουν ότι θα αποτελέσει ένα σύμβολο της προστασίας του περιβάλλοντος. «Ο Iter είναι το αποτέλεσμα μισού αιώνα επιστημονικής έρευνας» δήλωσε η γαλλίδα υπουργός Ερευνας και Νέων Τεχνολογιών Κλοντί Ενιερέ. «Θα πραγματοποιήσει ένα φιλόδοξο όνειρο προσφέροντας στην ανθρωπότητα ενέργεια ανάλογη με αυτήν του Ηλιου. Με την πυρηνική σύντηξη μπορούμε να ελπίσουμε ότι θα έχουμε μια πηγή ενέργειας απεριόριστη, με μεγαλύτερο σεβασμό προς το περιβάλλον και σε τέτοια αφθονία ώστε να καλύψει τις ανάγκες όλων των ανθρώπων».
Θεωρητικά η πυρηνική σύντηξη, αντίθετα από την πυρηνική σχάση που εφαρμόζεται σήμερα στους πυρηνικούς σταθμούς, παρουσιάζεται ως ιδεώδης πηγή ενέργειας: φθηνή (χρησιμοποιεί το νερό της θάλασσας), αβλαβής για το περιβάλλον (εκπέμπει μόνο το αθώο αέριο ήλιο), ασφαλής σε ατυχήματα και χωρίς ραδιενεργά κατάλοιπα μακράς διαρκείας. H τεχνολογία όμως έχει ακόμη να διανύσει πολύ δρόμο ώσπου να φθάσει στην ευρεία εφαρμογή της.
Στη φύση η πυρηνική σύντηξη αποτελεί φαινόμενο «ρουτίνας», το οποίο συντελείται στο εσωτερικό όλων των άστρων: η τεράστια θερμότητα του δικού μας Ηλιου, για παράδειγμα, παράγεται από τη φυσική σύντηξη πυρήνων του υδρογόνου. Τεχνητά ωστόσο έχει επιτευχθεί ως τώρα μόνο στο εργαστήριο, σε μικρούς πειραματικούς αντιδραστήρες, και για διάρκεια μόλις τεσσάρων λεπτών και 25 δευτερολέπτων. Γι’ αυτό η κατασκευή του Iter, ο οποίος θα είναι διπλάσιος σε μέγεθος και πολλαπλάσιος σε ισχύ και επιδόσεις από τους σημερινούς πειραματικούς αντιδραστήρες σύντηξης, θεωρείται ότι θα βοηθήσει σημαντικά στην πρόοδο των ερευνών.
Τα βασικά εμπόδια που ελπίζουν να ξεπεράσουν οι επιστήμονες με τη βοήθειά του είναι δύο: η διάρκεια της αντίδρασης και οι υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται για την επίτευξή της. Ο νέος αντιδραστήρας θα κατασκευαστεί βάσει της τεχνολογίας Tokamak, η οποία ξεκίνησε από τη Ρωσία και αναπτύχθηκε περαιτέρω από πολλές χώρες. Οι πειραματικοί αντιδραστήρες σύντηξης που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι όλοι Tokamak, κάθε χώρα όμως έχει να επιδείξει καλύτερες επιδόσεις σε έναν συγκεκριμένο τομέα: ο βρετανικός Jet, για παράδειγμα, έχει επιτύχει την ισχυρότερη αντίδραση ενώ ο γαλλικός Torre Supra έχει επιτύχει την αντίδραση με τη μεγαλύτερη διάρκεια. H συνένωση όλων των τεχνογνωσιών αναμένεται να δώσει σημαντικά αποτελέσματα.
Οι αντιδραστήρες Tokamak διαθέτουν μια τοροειδή (σε σχήμα ντόνατ, όπως λένε οι Αγγλοι) μαγνητική δομή, η οποία επιτρέπει τη δημιουργία και τη διατήρηση των συνθηκών που απαιτούνται για την παραγωγή ελεγχόμενων αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης. Τα αέρια που προσφέρονται περισσότερο για την τεχνητή σύντηξη είναι δύο ισότοπα του υδρογόνου, το δευτέριο και το τρίτιο (με ένα και δύο επιπλέον νετρόνια αντιστοίχως), τα οποία χρησιμοποιούνται σε κατάσταση πλάσματος. Σε αυτή την κατάσταση – ένα αεριώδες, ιονισμένο σύστημα που αποκαλείται και «τέταρτη κατάσταση της ύλης» – οι ατομικοί πυρήνες κινούνται σε ιλιγγιώδεις ταχύτητες, με αποτέλεσμα να μπορούν να συναντηθούν και να ενωθούν.
Οι επιστήμονες κατόρθωσαν να μελετήσουν σε έναν βαθμό τη συμπεριφορά της κατάστασης πλάσματος (η οποία στη φύση συναντάται σε φαινόμενα όπως οι κεραυνοί και το Βόρειον Σέλας) χάρη στις μεγάλης διάρκειας αντιδράσεις του Torre Supra. Οι διαστάσεις του Iter έχουν σχεδιαστεί με βάση τις διαπιστώσεις τους κυρίως ως προς την κατανομή του πλάσματος μέσα στον αντιδραστήρα. Για να φθάσουν ωστόσο οι πυρήνες τόσο κοντά ώστε να ενωθούν, το πλάσμα πρέπει να θερμανθεί σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 100.000 βαθμών Κελσίου.
Τόσο υψηλές θερμοκρασίες παρουσιάζουν δύο σημαντικά προβλήματα: αφενός είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθούν, αφετέρου κανένα υλικό δεν μπορεί να τις αντέξει. Το δεύτερο πρόβλημα έχει λυθεί μέσω ενός συστήματος πολύ ισχυρών μαγνητών που κρατούν το πλάσμα στο κέντρο του αντιδραστήρα, μακριά από τα τοιχώματά του (τα οποία παρ’ όλα αυτά θα πρέπει να αντέχουν θερμοκρασίες εκατοντάδων βαθμών και οι έρευνες για την τελειοποίηση των υλικών τους συνεχίζονται).
Το πρώτο πρόβλημα είναι λίγο πιο περίπλοκο, καθώς η λύση του απαιτεί τη χρήση ενός συνδυασμού πηγών θερμότητας. Ως κύρια πηγή χρησιμοποιούνται ήδη μαγνητικές μπομπίνες που θέτουν τα ηλεκτρόνια σε κίνηση, η οποία όμως δεν είναι τέτοια ώστε να παράγει τους επιθυμητούς 100.000 βαθμούς Κελσίου. Για την ενίσχυσή της οι ερευνητές στρέφονται προς δύο κατευθύνσεις. Μια σκέψη είναι η περαιτέρω επιτάχυνση των ιόντων του πλάσματος με την παρεμβολή ανάμεσά τους ουδέτερων ατόμων που θα κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα από αυτά. Μια άλλη σκέψη είναι η αύξηση της θερμότητας με την παρεμβολή κυμάτων υψηλών συχνοτήτων.
Το μεγάλο πλεονέκτημα του Iter έγκειται στην παραγωγή ατόμων ηλίου. Από κάποιο σημείο της αντίδρασης και μετά επιτυγχάνεται το λεγόμενο φαινόμενο της «ανάφλεξης»: αρχίζουν να παράγονται άτομα ηλίου τα οποία με την ενέργειά τους διατηρούν μόνα τους τη θερμότητα του πλάσματος, όπως ακριβώς συμβαίνει στον Ηλιο. Στους σημερινούς αντιδραστήρες η θέρμανση από το ήλιο φθάνει μόλις το 10%. Στον Iter αναμένεται ότι θα πλησιάζει το 60%. Για τον λόγο αυτόν ο νέος αντιδραστήρας αναμένεται ότι θα παράγει αντιδράσεις κατά πολύ ισχυρότερες και μεγαλύτερης διάρκειας από τους σημερινούς, οι οποίες θα φθάνουν τα 500 μεγαβάτ επί 400 δευτερόλεπτα.
Οι εντυπωσιακές αυτές επιδόσεις θεωρούνται μόνο η αρχή ενός μεγαλεπήβολου και μακροπρόθεσμου σχεδίου. Ο Iter θα είναι το πρώτο βήμα για τη μελέτη και τη συνέχιση των ερευνών που θα επιτρέψουν το επόμενο στάδιο, την πειραματική δοκιμή ενός αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, του Demo, ο οποίος προγραμματίζεται για το 2050. Οσο για την ευρεία εφαρμογή, παρ’ ότι ο πρόεδρος Μπους εξέφρασε την ελπίδα πως θα έχουμε την εμπορική εφαρμογή της σύντηξης ως τα μέσα του αιώνα, οι καλύτερες προβλέψεις υποστηρίζουν ότι δεν θα πρέπει να την περιμένουμε πριν από το τέλος του.
