Një kompani thotë se mund ta kthejë merkurin në ar duke përdorur bashkimin bërthamor. A mund ta marrim këtë pretendim seriozisht?

Dëshira e alkimistit është të bëjë ar nga metale të zakonshme, por a mund të bëhet kjo? Fizika e nevojshme për të shpjeguar si të ndryshohet një element në tjetrin është mirë e kuptueshme dhe është përdorur për dekada në akcelatorë dhe koliderë, të cilët thyejnë grimcat subatomike së bashku.

Shembulli më i dukshëm i ditëve të sotme është Kolideri i Hadronit të Madh në Cern, bazuar në Gjenevë. Por kostot e prodhimit të arit në këtë mënyrë janë të mëdha, dhe sasia e prodhuar është e vogël.

Për shembull, eksperimenti Alice në Cern vlerësoi se prodhoi vetëm 29 pikogramë ar gjatë katër viteve të funksionimit. Në atë ritëm, do të duhen qindra herë më shumë kohë sesa koha e universit për të bërë një onzë troy arit.

Kompania kaliforniane Marathon Fusion ka propozuar një qasje shumë të ndryshme: të përdorë radioaktivitetin nga grimcat neutron në një reaktor bashkimi bërthamor për të transformuar një formë të merkurit në një tjetër, të quajtur merkur-197.

Ky më pas shndërrohet në një formë të qëndrueshme të arit: ar-197. Ky proces i shpërbërjes së grimcave është aty ku një grimcë subatomike transformohet spontanisht në dy ose më shumë grimca më të lehta. Ekipi nga Marathon Fusion vlerëson se një fabrikë bashkimi mund të prodhojë disa tonë ar për çdo gigavat të energjisë termike në një vit të vetëm funksionimi.

Sulmimi i izotopit merkur-198 me neutronë çon në krijimin e izotopit radioaktiv merkur-197 – i cili më pas shpërbëhet në izotopin e vetëm të qëndrueshëm të arit.

Çelësi është të kemi neutronë energjikë sa për të shkaktuar zinxhirin e shpërbërjes së merkurit. Nëse kjo mund të funksionojë, atëherë është një ide interesante. Por nëse mund të bëjë një fitim të pastër, kjo është një çështje tjetër.

Për ta bërë këtë, kërkohet një rrjedhje e madhe neutronësh (një masë e intensitetit të rrezatimit me neutronë). Kjo mund të gjenerohet duke përdorur një përzierje standarde të karburantit për reaktorët e bashkimit, deuterium dhe tritium (të dy forma hidrogjeni), për të krijuar energji në plazmën e një reaktori bashkimi.

Neutronët depërtojnë lehtë në materiale dhe shpërndahen nga bërthamat (qendrat) e atomeve, duke u ngadalësuar gjatë kësaj. Neutronët me energji mbi 6 milionë elektronvoltë janë të nevojshëm për të transformuar merkur-198 në ar.

Për të bërë vlerësimet e saj, Marathon Fusion ka përdorur “binjaken digjitale” të një reaktori bashkimi – një model kompjuterik që simulon fizikën e reaksionit të bashkimit dhe proceset radioaktive që rezultojnë. Një kufizim i këtij lloji të punës është se binjaku digjital duhet të validohet kundër një reaktori bashkimi komercial real – por asnjë nuk ekziston aktualisht.

Ka shumë sfida për t’u kapërcyer para se shkencëtarët të mund të realizojnë një reaktor bashkimi komercial. Këto përfshijnë krijimin e materialeve të reja për ndërtimin e tij, dhe kuptimin e shkencës së nevojshme për të operuar sistemin për të nxjerrë energji në mënyrë të vazhdueshme, si dhe zhvillimin e sistemeve të inteligjencës artificiale që mund të ndihmojnë në mbajtjen e reaksionit të bashkimit të plazmës në funksion të vazhdueshëm.

Madje edhe disa nga eksperimentet më të avancuara të bashkimit, si projekti britanik JET (Joint European Torus), mund të gjeneronin vetëm sasi të vogla energjie. Sidoqoftë, studiuesit në Mbretërinë e Bashkuar kanë zhvilluar një mënyrë të re për të zvogëluar madhësinë e reaktorëve të bashkimit duke ndryshuar mënyrën sesi kontrollohet plazma e shfryrë. Një prototip i këtij koncepti të ri të reaktorit të bashkimit, i quajtur Sferik Tokomak për Prodhimin e Energjisë (Step), synon të jetë gati deri në vitin 2040.

Deponit radioaktiv

Në letër, është e mundur të bëhet ar nga merkur në një reaktor bashkimi. Megjithatë, deri sa të realizohen reaktorët komercialë të bashkimit, supozimet e përdorura nga Marathon Fusion në studimet e binjakëve digjitalë do të mbeten të pa provuara.

Gjithashtu, çdo ar i prodhuar në një reaktor bashkimi fillimisht do të ishte radioaktiv, duke e klasifikuar atë si mbetje radioaktive – dhe kështu duhet të menaxhohet për një kohë të gjatë pas prodhimit.

Siç e dinë fizikantët bërthamorë dhe të grimcave, është shumë e lehtë të harrohet të përfshihen efekte të rëndësishme fizike dhe detaje kritike kur krijohet një binjak digjital i një eksperimenti. Por ndërsa trajtimi i atyre mbetjeve në forma të përdorshme të arit të pastër do të ishte një sfidë tjetër, kjo nuk do ta pengonte domosdoshmërisht investitorët afatgjatë.

Për momentin, kjo mbetet një propozim tërheqës në letër – por jemi ende larg fillimit të një lloji të ri të zbulimit të arit në Kaliforni.