Cercetătorii de la German Aerospace Center au construit cel mai mare Soare artificial realizat în laborator cu ajutorul a 149 de lămpi de Xenon. Synlight, acesta este numele aparatului realizat, va fi folosit pentru a testa noi tehnologii de viitor necesare pentru a realiza carburanții noului mileniu.

Soarele radiaza o cantitate enormă de energie, obținută în urma proceselor de fuziune nucleara care au loc în interiorul acestuia. Parte din masa nucleelor lejere (precum hidrogenul și heliul) este transformată în lumină, adică în fotoni, dintre care unii ajung până la noi. Este lumina pe care o vedem și de care depinde viața de pe Pamânt. În laboratoarele noastre încercăm să imităm procesele care au loc în Soare și să construim centrale nucleare pe baza fuziunii nucleelor lejere; la ora actuală însă nu există o centrală nucleară pe bază de fuziune care să funcționeze și să dea energie în rețeaua electrică precum o fac centralele nucleare care au la baza fiziunea nucleelor grele (precum uraniul). Au fost construite diverse prototipuri în laborator, însă va mai trece ceva vreme până la realizarea centralelor comerciale.

 

Soarele este greu de imitat!

 

Iată însă că un grup de cercetători din Juelich (Germania) a reușit să realizeze un aparat, Synlight, care are performanțe chiar mai puternice decât Soarele atunci când este vorba despre lumina emisă. Structura realizată de cercetători se bazează pe folosirea a 149 de lămpi cu xenon ce funcționează pe baza arcului electric. Arcul electric reprezintă descărcarea electrică într-un mediu gazos – în acest caz xenon – și este însoțită de intense efecte luminoase. Arcul electric se produce între doi electrozi alimentați la o sursă electrică de curent continuu sau alternativ. Astfel de lămpi de mare intensitate, alimentate la curent continuu, sunt folosite cu succes în proiecția cinematografică.

 

Cercetătorii germani au focalizat lumina emisă de cele 149 de lămpi de xenon pe o suprafață de circa 400 de centimetri pătrați, reușind astfel să producă o radiație de circa 10.000 de ori mai mare decât cea emisă de Soare pe o suprafață echivalentă. În aceste condiții se ajunge la o temperatură de peste 3000 C pe suprafața iradiată. Un adevărat record! Synlight este Soarele artificial cel mai mare realizat până în prezent.

 

Care este însă obiectivul cercetătorilor? Pe lângă studiul științific al procesului ce are loc în urma iradierii suprafeței, obiectivul proiectului Synlight este de a studia producerea de hidrogen și alți carburanți cu această tehnologie.

 

Hidrogenul este un posibil carburant pentru viitor, mai ales datorită faptului că în urma arderii acestuia nu se emite nici un compus chimic care să polueze atmosfera și să contribuie la schimbări climatice, precum încălzirea globală. Hidrogenul însă trebuie extras din apă, în urma separării atomilor de oxigen și hidrogen. Acest proces necesită o mare cantitate de energie. La temperaturi de peste 2000 de grade separarea hidrogenului de oxigen se petrece în mod spontan; Synlight deci reușește să extragă hidrogenul din moleculele de apă și să producă acest nou tip de carburant.

 

Putem deci utiliza structuri precum Synlight pentru a produce hidrogen în lumea întreagă? Din păcate răspunsul este negativ deoarece costul necesar funcționării aparatului este la ora actuală foarte mare: cantitatea de energie electrică necesară funcționării pe o durata de patru ore este echivalentă cu cea necesară unei familii de patru persoane pentru un an de zile. Nu se poate deci folosi la scară industrială.

 

Totuși, Synlight demonstrează cum, cu ajutorul unei tehnologii care folosește lămpi ce concentrează lumina pe o suprafață dată, se poate extrage hidrogenul și, în viitorul apropiat, s-ar putea realiza lămpi cu consum de energie mult mai redus, deci cu costuri mai mici, care să realizeze același lucru.

 

Cu același tip de tehnologie s-ar putea realiza și cherosenul ecologic, cel care este, de exemplu, folosit în industria aeronautică. Synlight ar putea fi deci inclusiv un prim pas spre viitoare explorări spațiale.

 

 

(Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim-cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro)