Nuklearrik? Ez, eskerrik asko?

Entzungo zenuen Adimen Artifizialak sekulako elektrizitate kontsumo handia duela. Ez hori bakarrik, azken aldian gogoratu digute Adimen Artifiziala martxan jartzen duten datu-prozesatzaileak hozteko ur kantitate ikaragarri handiak behar direla. Batik bat, kontuan izan dezagun naturari  zenbateko ‘mina’ egiten ari garen eta zein inpaktu eragiten ari garen ingurumenean. Baina hori ez da gauza berria: betidanik neurtu da norbanako bakoitzak bere ekintza bakoitzarekin zenbat elektrizitate edo zenbateko CO₂-a isurtzen duen atmosferara. 

Fokua beti norbanakoengan jarrita, jakina. 

Eta enpresa handiek zer? Enpresa teknologiko handien kasuan, kontsumo sistema basatiaren dinamikatik aldentzetik oso urrun, etorkizunerako beharko diren elektrizitate kantitate izugarriak lortu nahi dituzte. Eta posible bada, ahalik eta modu garbienean eta efizienteenean. 

Bide horretan, energia garbi hori sortzeko aurrerapauso handiak eman dira azken urteotan, oso polemikoa den energia-iturri baten eskutik; energia nuklearretik, alegia. Baina, ez betiko nuklearren bidez: fusio nuklearra erabiliko duten zentralez ari gara. Hala ere, egiari zor, fusio nuklearraren promesa aspaldiko kontu bat da, eta betidanik esan da 20-30 urteren buruan fusio nuklearraren energia erabiltzeko gai izango garela. 1970 urtean jada aipatzen zen eta, gaur egun, gauza bera esaten da. Euskal Herrian AHTarekin gertatzen den antzeko zerbait.

Baina, hainbat galdera eduki ditzakezu buruan: Energia garbia da? Zertan datza fusio prozesuak eta zein desberdintasun dago fisioarekin? Material erradiaktiboak erabiltzen eta sortzen ditu? Zeintzuk dira fusioak ekar ditzakeen ingurumen arriskuak? Chernobyl edo Fukushima modukorik gerta daiteke?

Goazen poliki-poliki.

1. Irudia. ITER proiektuko Tokamak makina

FUSIOA ETA FISIOA

Orain dela pare bat aste Milanek bere artikuluan aipatu zuen izarretan fusio nuklearrak zein eragin duen, eta nola hidrogeno nukleoak elkartzen diren helioa sortzeko. Bada, energia nuklearretaz hitz egiten dugunean, izar artifizial bat eraikitzeari buruz gabiltza: milioika gradutan dagoen objektu batean, alegia.

Hasteko bi kontzeptu erraz ulertu behar dira: fusio eta fisio nuklearra. Fusio nuklearra atomo arinak juntatzean datza, atomo pisutsuagoak sortzeko; eta fisio nuklearra, berriz, atomo pisutsuak atomo arinetan banatzean. Fusioan gehitu eta fisioan zatitu. Baina, nola da posible bi prozesuetan energia lortzea? Hemen ere, Fisikako printzipio mitiko bat sartzen da jokoan: Energiaren kontserbazioaren printzipioa.

2. irudia. Fisio eta fusio nuklearraren irudi eskematikoa. Fusioaren kasurik ohikoena deuterio eta tritioaren kasua da, hidrogenoaaren bi isotoporen fusioa, alegia.

Ulertzeko, har dezagun fusioan erabiltzen den adibide tipikoena: deuterio eta tritioaren fusioa eta imagina dezagun gozogintza klase bat moduan. Hartu 2kg deuterio eta 3kg tritio eta nahastu ahalik eta bizkorren. Errezetak dio 4 kilogramoko Helio masa bat lortuko duzula, baina zuk 5 kg-ko masa bat espero duzu. Behin nahasketa egin eta, hara, 4 kg-ko helio masa bat. Nora joango da kilogramo hori? Desagertu egin da?

Zergatik ez da 5 kg-ko atomo bat sortu? Erantzuna: Natura oso egonkorra delako. Beti bilatzen baitu egoera lasaiena, energia gutxien behar duena. Nahiago du bidean masa galdu lortuko dena egonkorragoa bada. 

Naturan elementu egonkorrenak gas nobleak dira: Helioa, Neoia, Argoia, Kriptona eta Xenona. Ikusiko zenuen lista horretan aurkitzen dela Helioa. Hori dela eta, deuterio eta triitioaren fusioaren kasuan, naturak nahiago du Helio atomo bat lortu atomo pisutsuago bat baino, egonkorragoa baita. Fisioan gauza bera gertatzen da: apurtzen den uranio atomoaren nukleoa sortzen diren atomoak baino pisutsuagoa da, eta masa galera bat dago. Fisioaren kasu tipikoenean ere (Uranioaren fisioan) Kripton nukleoa lortzen da, beste gas noble bat.

Orduan, zer gertatzen da masa soberakin horiekin? Ez da desagertzen, energia bihurtzen da. Eta energia hortaz baliatzen da zentral nuklearretan energia lortzeko.

FUSIOAREN ERRONKAK

Testu honetan atomoen nukleoei buruz ari gara uneoro, karga positiboz (protoiez) eta karga neutroz (neutroiez) osatzen diren nukleoez, ez elektroiz. Izan ere, fusioa oso tenperatura altuetan gertatzen da, eta ondorioz, nukleoa eta elektroiak bananduta daude, ionizatuta. Beste modu batera esanda, plasma  egoeran dagoen materialez gabiltza berbetan.

Nukleoen arteko elkarrekintzetara bueltatuz, nola fusionatuko ditugu karga positiboa duten bi elementu? Ez dira imanetan moduan urrunduko bata besteari hurbiltzean? Bi nukleo fusiona daitezen ezinbestekoa da bien arteko eremu elektrostatikoa gainditzea, hau da elkar urruntzen duten indarrak gainditzea. Eguzkiaren kasuan ikusi da hori gauzatzeko ezinbestekoa dela nukleoen abiadura oso bizkorrak lortzea eta nukleoak ahalik eta gertuen egotea.

Eguzkian, grabitateak eragiten duen presioagatik, nukleoan lortzen diren tenperaturak oso altuak dira, eta ondorioz, nukleoen abiadurak ere bai. Gainera, nukleo horiek izarraren erdian daude konfinatuta talkak gertatzeko aukera gehiagorekin.

Beraz, Lurrrean fusio erreakzioak lortzeko tenperatura oso altuak behar ditugu, horrek ahalbidetuko baitu atomoen abiadura altuak izatea. Eta gainera, plasma nolabait nunbaiten konfinatuta eduki behar dugu, fusioa errentagarria izateko eta plasma bero horrek ezer jo ez dezan. Eta gaur egun konfinamendu hori aurrera eramateko bi modu interesagrri daude: eremu magnetiko intentso bidez egindakoak, konfinamentu magnetiko deitua ; eta, potentzia altuko laser bidez egindakoak, konfinamendu inertzial deritzo. 

Lehenengo kasuan, plasma donuts formako estruktura handi batean (tokamak deitua) konfinatzen da, ‘mosketoi’ formako iman handiak erabiliz, eta hau da ITER eta JET proiektuetan inplatatzen ari dena (ikusi 1. irudia). Bigarrenean aldiz, kapsula txiki batean sartzen dira deuterio eta tritioa eta laserrek alde guztietatik jotzen dute kapsula kolapsatzen duen arte. Horrela, kapsula barruan fusioa gauzatzen da (ikusi 3. irudia).

3. irudia. Potentzia handko hainbat laser erdian dagoen kanpsula bat jotzen.

SEGURUA AL DA?

Gaur gaurkoz ez da fusio erreakzio errentagarririk lortu, hau da, ez da inbertitu den energia baino gehiago lortu (breakeven puntu ezaguna) eta badirudi luzerako doala. Baina badakigu behin martxan jarrita, gramo bat deuterio/tritiok sortuko duen energia 11 karbono toneladak sortzen duen energia beste izango dela. Edo, gaur egungo fisio zentralekin alderatuz, fisioak sortzen duen energia lau aldiz lortuko da.

Ados, baina kaleko jendeak ez du hori jakin nahi soilik, eta bi galdera dira tipikoenak: Segurua da?Eta… zein hondakin sortzen ditu?

Segurua da fusioa gertatu dadin tenperatura eta konfinamendu baldintza bete behar direlako, horiek apurtuz gero, plasma oso bizkor hoztuko baita eta erreakzioa eten. Fisioaren kasuan, kate-erreakzio bat izan daiteke, izan ere, fisio prozesu batean neutroiak askatzen dira, eta horiek beste nukleo batzuk jo ditzakete beste fisio erreakzioak sortu, eta horrela etengabe. Chernobil eta Fukushimako istripuetan hori bera gertatu zen, ez ziren kate-errazkioak ondo kontrolatu eta sekulako bero kantitatea igortzen hasi zen, zentral nuklearretako parte zentralak urtzeraino.

Ez ditu hondakin erradiaktiboak sortzen. Fisio nuklearrak milaka urtez iraun dezaketen hondakin nuklearrak sortzen ditu, eta sekulako gestioa behar da horiek kudeatzeko. Fusioaren kasuan, lortzen dena Helioa da, gas noble inofentsibo bat, ez dena batere erradiaktiboa. Hala ere, deuterio/tritio prozesuetan tritioa erradiaktiboa da, nahiz eta bere bizi itxaropena 12 urtekoa izan.

Agian energia nuklearretik etorriko da energia-iturri infinitu eta garbia, baina mende erdira arte itxaron beharko dugu hortaz jabetzeko.  Argi dagoena da, energia-infitu hori enpresa pribatuek kudeatzen duten heinean ezin dugula energia independentziaz hitz egin, ez baitugu guk kudeatzen ez zenbat ez noiz erabili energia hori. Ez hori bakarrik, agian herritarrak ez daude prest  halako infraestruktura bat beraien landetan jartzeko. 

Hala ere, energia nuklearren inguruko sentsibilizazioa eta dibulgazioa handiagoa behar dela nabaria da. Fusio prozesuak konplexuak dira, eta beraien infraestrukturak hare eta zailagoak. Ondorioz, infraestruktururen azalpenak, hauen segurtasuna eta hondakinen kudeaketaren inguruan hitz egin behar da, industrian erabiltzen diren produktu arriskutsu askorekin egiten den moduan, dauden protokolo eta segurtasun bermeak mahaigaineratuz.

Hala, hausnartzeko galdera batzuk: Zein motatako energia nahi dugu? Zenbat energia-parke gehiago eraiki behar ditugu? Eta non? Beharrezkoak dira? Ala, gure kontsumo eredua, industria edota mugikortasuna moduko alorrak gainbegiratu behar ditugu? Prest gaude transtsizio ekosozial bat abiarazteko?

Nuklearrik? Bai ala ez?