Η κλιματική κρίση επιβάλλει τη ριζική αναδιάρθρωση του παγκόσμιου ενεργειακού χάρτη και η συζήτηση γύρω από την πυρηνική ενέργεια επαναπροσδιορίζεται πάνω σε εντελώς νέες βάσεις. Μακριά από τα στερεότυπα του παρελθόντος, η νέα γενιά των Μικρών Σπονδυλωτών Αντιδραστήρων (SMRs), τα παθητικά συστήματα ασφαλείας και οι επαναστατικές τεχνολογίες σύντηξης υπόσχονται καθαρή, σταθερή και οικονομικά προσιτή ενέργεια. Ενώ η Ευρώπη και η ευρύτερη γειτονιά των Βαλκανίων προχωρούν με ταχείς ρυθμούς σε νέες πυρηνικές επενδύσεις, η Ελλάδα βρίσκεται μπροστά σε ένα κρίσιμο σταυροδρόμι: Μπορεί και οφείλει να εντάξει την πυρηνική επιστήμη στο εθνικό της στρατηγικό πλάνο;
Η Φιλομήλα Γέρου είναι απόφοιτος Φυσικής από το Πανεπιστήμιο του Michigan και νυν μεταπτυχιακή ερευνήτρια Πυρηνικής Μηχανικής στο ίδιο κορυφαίο αμερικανικό ίδρυμα, ενώ πλέον εξειδικεύεται στη Φυσική Πλάσματος και την ενέργεια σύντηξης. Είναι η διαδικασία παραγωγής ενέργειας μέσω της ένωσης σωματιδίων, που φιλοδοξεί να αντιγράψει τη λειτουργία των άστρων. Με πρότερη εμπειρία στο στο Πυρηνικό και Ατομικό Τμήμα του Δημοκριτου, αλλα και εργαζομενη τωρα στο Αμερικανικο εθνικο ερευνητικο κεντρο, Argonne National Lab, η νεαρή Ελληνίδα επιστήμονας στοχεύει στον συνδυασμό της Φυσικής με την ανάπτυξη αντιδραστήρων επόμενης γενιάς.
Η Φιλομήλα Γέρου εξηγεί πώς αναδυόμενα εργαλεία όπως η τεχνητή νοημοσύνη, η επιστήμη των προσομοιώσεων και οι υπερυπολογιστές (high-performance computing) επιταχύνουν δραματικά την ενεργειακή έρευνα, χωρίς κανένα συμβιβασμό στην ασφάλεια. Παράλληλα, εξηγεί την συγκλονιστική ενεργειακή πυκνότητα του πυρηνικού καυσίμου, υπενθυμίζοντας ότι μόλις ένα κιλό εμπλουτισμένου ουρανίου μπορεί να παράγει 24 εκατομμύρια kWh θερμότητας, έναντι των μόλις 8 kWh που αποδίδει η ίδια ποσότητα άνθρακα.
Ταυτόχρονα, περιγράφει το status quo των γειτονικών χωρών, από τη Ρουμανία και τη Βουλγαρία που επεκτείνουν τα προγράμματά τους, μέχρι τη Σερβία που ήρε την πολυετή απαγόρευση του 1989, την Σλοβενία, την Κροατία και την Βόρεια Μακεδονία, ενώ στέκεται πολύ στην περίπτωση της Γαλλίας, που παράγει το 70% της ηλεκτρικής ενέργειας με σύγχρονους αντιδραστήρες και υπέγραψε πολύ πρόσφατα συμφωνία συνεργασίας με την Ελλάδα στον συγκεκριμένο τομέα.
«Και φυσικά θέλω να φέρω τη γνώση μου και την εμπειρία μου εδώ στην Ελλάδα, αλλά θα πρέπει σίγουρα να υπάρξει συνεργασία μεταξύ διάφορων χωρών, π.χ. με τη Γαλλία, με άλλες χώρες των Βαλκανίων ή με την Αμερική, επειδή έχουν αυτές ήδη περισσότερες υποδομές όσον αφορά σε εργοστάσια που δημιουργούν όσα απαιτούνται για την λειτουργία ενός αντιδραστήρα, αλλά και τον ίδιο τον αντιδραστήρα», απαντά όταν την ρωτάω, εάν θα ήθελε να επιστρέψει στη χώρα μας για να δουλέψει εδώ.
Στην πραγματικότητα, ένας πυρηνικός αντιδραστήρας είναι βασικά ένας μεγάλος “θερμοσίφωνας νερού”: χρησιμοποιεί τη θερμότητα που απελευθερώνεται από τη διάσπαση των ατόμων, δημιουργεί ατμό, ο οποίος στη συνέχεια κινεί ένα στρόβιλο και μια γεννήτρια, ακριβώς όπως με την καύση άνθρακα
Αντώνης Φουρλής: Λέτε ότι θέλετε να δουλέψετε πάνω στα θετικά της πυρηνικής ενέργειας. Εμείς στο μυαλό μας, στην Ελλάδα, έχουμε μόνο αρνητικά. Φοβόμαστε τον πόλεμο, φοβόμαστε τα ατυχήματα… Είναι κάτι άγνωστο που δεν το έχουμε χρησιμοποιήσει ποτέ στη χώρα. Και αναρωτιέται κανείς: τι μπορεί να κερδίσει μια χώρα σαν την Ελλάδα από τη χρήση πυρηνικής ενέργειας, μέσω εργοστασίων ή με άλλον τρόπο;
Φιλομήλα Γέρου: Ναι, αρχικά – πριν αναφέρω τι έχει αλλάξει τα τελευταία δέκα χρόνια – είναι σημαντικό να εξηγήσουμε πώς λειτουργούν αυτά τα συστήματα. Στην πραγματικότητα, ένας πυρηνικός αντιδραστήρας είναι βασικά ένας μεγάλος “θερμοσίφωνας νερού”: χρησιμοποιεί τη θερμότητα που απελευθερώνεται από τη διάσπαση των ατόμων, δημιουργεί ατμό, ο οποίος στη συνέχεια κινεί ένα στρόβιλο και μια γεννήτρια, ακριβώς όπως με την καύση άνθρακα. Άρα, μόλις γίνει η αντίδραση, δεν υπάρχει καμία διαφορά στον τρόπο που παράγεται το ρεύμα για μια πόλη.
Οι μεγάλες διαφορές εντοπίζονται στον τρόπο παραγωγής ενέργειας διαχρονικά και αυτό είναι το μεγάλο πλεονέκτημα που ενδιαφέρει τις χώρες που ασχολούνται με τον τομέα. Ας πούμε ότι ξεκινάμε με ένα κιλό άνθρακα: αυτό παράγει 8 κιλοβατώρες θερμότητας, ενώ ένα κιλό εμπλουτισμένου ουρανίου παράγει 24 εκατομμύρια κιλοβατώρες. Δηλαδή, πολύ περισσότερη ενέργεια από την ίδια ποσότητα υλικού. Βέβαια, το ουράνιο είναι πιο ακριβό στην εξόρυξη και τον εμπλουτισμό, αλλά, όπως βλέπουμε, χρειάζεται πολύ μικρότερη ποσότητα πρώτης ύλης για την παραγωγή ενέργειας.
Όσον αφορά τις βελτιώσεις τα τελευταία χρόνια: πρώτον, υπάρχουν πλέον καλύτερα ρυθμιστικά πλαίσια. Στο παρελθόν, λόγω των πολλών νόμων που περιόριζαν την έρευνα στον πυρηνικό τομέα, δεν υπήρχε επαρκής επένδυση στη διαχείριση των πυρηνικών αποβλήτων και το πρόβλημα παρέμενε άλυτο. Τώρα δημιουργούνται διάφορες εγκαταστάσεις αποθήκευσης, όπως στη Νορβηγία, οι οποίες μπορούν θεωρητικά να δέχονται απόβλητα και από άλλες χώρες. Ταυτόχρονα, υπάρχουν μέθοδοι επαναχρησιμοποίησης των αποβλήτων μετά την αντίδραση. Για παράδειγμα, η Γαλλία καλύπτει το 17% της ηλεκτρικής της ενέργειας από ήδη χρησιμοποιημένο πυρηνικό καύσιμο.
…στο παρελθόν, αν υπήρχε κάποιο πρόβλημα και ο αντιδραστήρας κινδύνευε να ξεφύγει από έλεγχο, θα έπρεπε ένας άνθρωπος να επέμβει χειροκίνητα για να σταματήσει τις λειτουργίες, όπως έγινε σε τραγικές περιπτώσεις του παρελθόντος. Σήμερα, τα συστήματα ασφαλείας εκμεταλλεύονται αρχές όπως η βαρύτητα: μόλις εντοπιστεί κάποιο σφάλμα, ενεργοποιείται αυτόματα μια βαλβίδα ασφαλείας και νερό από μεγαλύτερο ύψος πέφτει και ψύχει τον αντιδραστήρα, αποτρέποντας οποιαδήποτε ανεξέλεγκτη αντίδραση.
Advertisement
Α.Φ.: Από πυρηνικά απόβλητα, δηλαδή;
Φ.Γ.: Ναι. Και να σημειώσουμε ότι η Γαλλία καλύπτει συνολικά το 70% της ηλεκτρικής της κατανάλωσης από πυρηνικούς αντιδραστήρες, ενώ αποκομίζει και έσοδα περίπου 3 δισεκατομμύρια ετησίως από τις εξαγωγές πυρηνικής ενέργειας.
Αλλά ας αναφερθούμε και σε άλλες, εξίσου σημαντικές αλλαγές. Οι σύγχρονοι αντιδραστήρες δεν εξαρτώνται πλέον σε τόσο μεγάλο βαθμό από την ανθρώπινη διαχείριση. Είναι προγραμματισμένοι με μεγάλη λεπτομέρεια και αξιοποιούν φυσικές αρχές για την ασφάλειά τους. Για παράδειγμα, στο παρελθόν, αν υπήρχε κάποιο πρόβλημα και ο αντιδραστήρας κινδύνευε να ξεφύγει από έλεγχο, θα έπρεπε ένας άνθρωπος να επέμβει χειροκίνητα για να σταματήσει τις λειτουργίες, όπως έγινε σε τραγικές περιπτώσεις του παρελθόντος. Σήμερα, τα συστήματα ασφαλείας εκμεταλλεύονται αρχες οπως η βαρύτητα: μόλις εντοπιστεί κάποιο σφάλμα, ενεργοποιείται αυτόματα μια βαλβίδα ασφαλείας και νερό από μεγαλύτερο ύψος πέφτει και ψύχει τον αντιδραστήρα, αποτρέποντας οποιαδήποτε ανεξέλεγκτη αντίδραση.
Υπάρχει επίσης εκτεταμένη έρευνα στα συστήματα ψύξης – γι’ αυτό άλλωστε κατασκευάζονται αντιδραστήρες κοντά σε λίμνες ή θάλασσες – κάτι που ευνοεί βεβαίως και την Ελλάδα με τη μεγάλη ακτογραμμή της. Τέλος, χρησιμοποιούνται εκτενώς μηχανική μάθηση και τεχνητή νοημοσύνη για την προσομοίωση και αντιμετώπιση ενδεχόμενων σεναρίων δυσλειτουργίας. Τα συστήματα είναι πλέον λογισμικοκεντρικά, γεγονός που καθιστά την κυβερνοασφάλεια κρίσιμο παράγοντα. Είναι ένας τομέας που έχει αναπτυχθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια.
Α.Φ.: Υπάρχει δηλαδή και έρευνα για την περίπτωση που ένας πυρηνικός αντιδραστήρας γίνει στόχος κυβερνοεπίθεσης;
Φ.Γ.: Ναι. Επειδή σήμερα μεγάλο μέρος της λειτουργίας βασίζεται σε ψηφιακές τεχνολογίες, ο κίνδυνος αυτός υπάρχει. Ωστόσο, ειδικά τα τελευταία χρόνια που έχει αναπτυχθεί και η τεχνητή νοημοσύνη, έχει γίνει πολύ σημαντική έρευνα στον τομέα της κυβερνοασφάλειας. Είναι ένα ιδιαίτερα ενεργό πεδίο αυτή τη στιγμή.
Α.Φ.: Αν σας ρωτήσω: σε ποιον τομέα βλέπετε τον εαυτό σας να εργάζεται περισσότερο; Πού κατευθύνεται η προσωπική σας έρευνα;
Φ.Γ.: Με ενδιαφέρει το πιο θεμελιώδες κομμάτι της φυσικής που σχετίζεται με αυτές τις αντιδράσεις. Γι’ αυτό και επέλεξα την πυρηνική σύντηξη, η οποία δεν έχει αποδείξει ακόμα ότι παράγει περισσότερη ενέργεια από αυτήν που απαιτείται για τη λειτουργία του αντιδραστήρα. Για παράδειγμα, πριν από τρία-τέσσερα χρόνια, το 2022, έγινε το πολυσυζητημένο «net positive» πείραμα στο εργαστήριο NIF στην Καλιφόρνια. Τότε είχαν επενδύσει πολύ περισσότερη ενέργεια στα laser – που δημιουργούσαν τη θερμότητα μέσα σε μια κάψουλα ώστε να επιτευχθεί σύντηξη – από αυτήν που τελικά παράχθηκε. Άρα, αυτό είναι το κεντρικό ερώτημα της σύγχρονης έρευνας.
Έχουμε ακόμα πολύ δρόμο μπροστά μας μέχρι να υπάρξουν αντιδραστήρες σύντηξης που θα μπορούν να τροφοδοτούν κοινότητες. Παράλληλα όμως, μέσα από αυτή την έρευνα κατανοούμε βαθύτερα τη φυσική αυτών των φαινομένων. Εγώ προσωπικά επιδιώκω να συνεχίσω τις σπουδές μου προς την διδακτορική έρευνα.
Α.Φ.: Ακούμε για έρευνα που γίνεται σε κορυφαία πανεπιστήμια των Ηνωμένων Πολιτειών, στο Μίσιγκαν, στο Berkeley. Η Ελλάδα ως χώρα μπορεί να έχει κάποιο ρόλο και μέλλον σε αυτόν τον τομέα, ή θα είναι απλώς καταναλωτής, εφόσον η σύντηξη ή η πυρηνική ενέργεια γενικότερα αρχίσουν να χρησιμοποιούνται μαζικά;
Φ.Γ.: Πιστεύω ότι η Ελλάδα έχει πολύ μεγάλες δυνατότητες σε αυτούς τους τομείς, κυρίως επειδή διαθέτει εξαιρετικά πανεπιστήμια διεθνούς εμβέλειας, ειδικά στην ηλεκτρολογία και τη μηχανολογία. Και αυτές οι επιστήμες είναι εξίσου σημαντικές με την πυρηνική φυσική, καθώς ένας αντιδραστήρας αποτελείται από χιλιάδες επιμέρους εξαρτήματα. Για παράδειγμα, η Ελλάδα θα μπορούσε να αναπτύξει εργοστάσια κατασκευής συγκεκριμένων εξαρτημάτων και να τα εξάγει σε χώρες της Ευρώπης ή της Αμερικής που ήδη διαθέτουν αντιδραστήρες.
Ειδικά τώρα, που η έρευνα έχει επικεντρωθεί λιγότερο στην ίδια την αντίδραση και περισσότερο στα υλικά και τις βέλτιστες γεωμετρικές διατάξεις για τη σύντηξη, η Ελλάδα έχει πολλά να προσφέρει. Επίσης, όσον αφορά τον προγραμματισμό και τη λογισμική υποδομή αυτών των συστημάτων, η χώρα μας διαθέτει ταλαντούχους νέους επιστήμονες που ασχολούνται με την τεχνητή νοημοσύνη και την επιστήμη υπολογιστών, και άρα μπορεί να συνεισφέρει στην κατασκευή προσομοιώσεων, στη βελτιστοποίηση της απόδοσης ενέργειας και στη διαχείριση της κυβερνοασφάλειας. Είναι κομμάτια στα οποία μπορεί κανείς να συμβάλει από σήμερα, από την Ελλάδα.
…σε πεδία όπως η Μηχανική και η Νομική, η Ελλάδα έχει παράδοση πρωτοπορίας. Τώρα που αρχίζουν πολλές χώρες να κινούνται προς αυτή την κατεύθυνση, υπάρχει παράθυρο ευκαιρίας για να αναδειχθούμε κι εμείς.
Α.Φ.: Η Ελλάδα έχει πρόσφατα συνάψει μια σειρά στρατηγικών συμφωνιών με τη Γαλλία. Ξέρουμε ότι η Γαλλία χρησιμοποιεί τους λεγόμενους μικρούς αρθρωτούς πυρηνικούς αντιδραστήρες (SMRs) για παραγωγή ενέργειας. Είναι “λογικός” εταίρος η Γαλλία για την Ελλάδα, αν προχωρήσουμε στο εγγύς μέλλον προς αυτή την κατεύθυνση;
Φ.Γ.: Νομίζω ότι όλες αυτές είναι εξαιρετικά σημαντικές γεωπολιτικές επιλογές. Είτε μιλάμε για τη Γαλλία, με την οποία έχουμε ήδη συνάψει συμφωνίες, είτε για τις ΗΠΑ, οι δύο αυτές χώρες αποτελούν φυσικούς εταίρους και στο ευρύτερο διπλωματικό και οικονομικό πλαίσιο. Τεχνολογικά, η Γαλλία είναι ιδιαίτερα ανεπτυγμένη στον τομέα, με τεράστιο μερίδιο πυρηνικής ενέργειας στο εθνικό της δίκτυο. Τα SMRs υπάρχουν και εκεί και στην Αμερική, και αποτελούν ένα ελκυστικό μοντέλο: κατασκευάζονται σε περίπου τρία χρόνια – δηλαδή το ένα τρίτο του χρόνου που απαιτούσαν οι παλαιότεροι μεγάλοι αντιδραστήρες (10–20 χρόνια). Παράλληλα, οι microreactors έχουν κόστος γύρω στα 10-50 εκατομμύρια ευρώ, αντί 5-10 δισεκατομμύρια! Αν το συσχετίσουμε με τον κύκλο ζωής τους, που φτάνει τα 100 χρόνια, το αρχικό κόστος είναι εξαιρετικά ανταγωνιστικό.
Επιπλέον, η Γαλλία, όπως είπαμε, έχει αναπτύξει συστήματα διαχείρισης αποβλήτων και εξάγει ήδη πυρηνική ενέργεια σε άλλες ευρωπαϊκές χώρες, γεγονός που αποδεικνύει ότι το σύστημα λειτουργεί στην πράξη.
Από την πλευρά της Αμερικής, υπάρχουν επίσης αξιόλογες τεχνολογίες, όπως η HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium), που επιτρέπει την παραγωγή εμπλουτισμένου ουρανίου υψηλής απόδοσης. Παράλληλα, αξίζει να αναφερθεί ότι αρκετές βαλκανικές χώρες έχουν ήδη ξεκινήσει διαδικασίες συνεργασίας. Για παράδειγμα, η Σλοβενία και η Κροατία προετοιμάζονται από κοινού για την κάλυψη μέρους των ενεργειακών τους αναγκών μέσω πυρηνικών σταθμών ή ενεργειακών εισαγωγών.
Α.Φ.: Η ανθρωπότητα φοβάται πολλές φορές τα πυρηνικά και την πυρηνική ενέργεια. Εσείς την βλέπετε ως κάτι που πρέπει να φοβόμαστε ή ως κάτι που πρέπει να σεβόμαστε και από το οποίο έχουμε να κερδίσουμε;
Φ.Γ.: Εγώ την βλέπω ως κάτι που πρέπει πάντα να σεβόμαστε και ως κάτι από το οποίο έχουμε πολλά θετικά να κερδίσουμε. Για μια μικρότερη χώρα όπως η Ελλάδα, αποτελεί ευκαιρία ανάδειξης: πολλοί κλάδοι συνεργάζονται σε αυτόν τον τομέα, και σε πεδία όπως η Μηχανική και η Νομική, η Ελλάδα έχει παράδοση πρωτοπορίας. Τώρα που αρχίζουν πολλές χώρες να κινούνται προς αυτή την κατεύθυνση, υπάρχει παράθυρο ευκαιρίας για να αναδειχθούμε κι εμείς.
Η πυρηνική ενέργεια είναι πάντα θετικό θέμα από ενεργειακή σκοπιά, ενώ από ερευνητική άποψη ανοίγει πόρτες στην Αστροφυσική, τη Χημεία και τη Φυσική των Υλικών. Υπάρχουν συναρπαστικά ερωτήματα που περιμένουν απάντηση, και χαίρομαι που ο κόσμος αρχίζει να το κατανοεί περισσότερο. Είναι πολύ σημαντικό να συνεχίσουμε να επικοινωνούμε αυτές τις εξελίξεις με διαφάνεια, ώστε και ο μη ειδικός να ξέρει τι συμβαίνει.
