Bir evin tamamına sadece beş saniyelik bir tepkimeyle bir gün enerji sağlayabilseydiniz nasıl olurdu? Fizikçiler size nasıl olduğunu söyleyebilir. 21 Aralık 2021 günü bir grup fizikçi, gerçekleşen nükleer bir füzyon tepkimesinin sadece beş saniyede 59 megajullük rekor seviyede enerji açığa çıkardığını görmüş.
Araştırmacıların bu keşfi, fosil yakıt içermeyen enerjilerde nükleer füzyon teknolojisini daha güçlü aday bir adaya dönüştüren birkaç önemli gelişmeden biri. EUROfusion konsorsiyumunda çalışan araştırmacıların oluşturduğu bu tepkime, 1997 yılında 21,7 megajule ulaşan son füzyon rekorunun iki katından fazla. Bilim insanları, devasa güç patlamasını Ortak Avrupa Torusu (JET) cihazıyla oluşturmuş.
EUROfusion Program Müdürü Tony Donne, basın bülteninde şöyle aktarıyor: “Bu gelişme, Avrupa genelindeki EUROfusion araştırma takımının yıllar süren hazırlığının sonucu. Rekor ve daha da önemlisi, bu koşullar altındaki füzyona yönelik öğrendiklerimiz ve bunların tahminlerimizi tamamıyla doğrulaması, geleceğin füzyon enerjili dünyasına giden yolda doğru adımlar attığımızı gösteriyor. Eğer füzyon enerjisini beş saniye boyunca sürdürebiliyorsak, gelecekteki makinelerde operasyonlarımızı büyüttükçe beş dakikalığına ve sonrasında beş saatliğine de sürdürebiliriz.”
JET, dünyanın çalışır durumdaki en büyük ve en güçlü “tokamak”ı. Görünüşü dev ve metalik bir donutu andırıyor. Tokamak cihazları, plazmayı donut biçiminde hapsediyor. İşlemin gerçekleştirilmesi için ise devasa miktarlarda ısı taşıyan manyetik alanlar gerekiyor. JET’in içerisindeki sıcaklıklar 150 milyon derece Celsius’a ulaşabiliyor; yani burası, Güneş’in merkezinden 10 kat daha sıcak!
🥳Record-breaking 59 megajoules of sustained fusion energy at world-leading UKAEA’s Joint European Torus (JET) facility. Video shows the record pulse in action. Full story https://t.co/iShCGwlV9Y #FusionIsComing #FusionEnergy #STEM #fusion @FusionInCloseUp @iterorg @beisgovuk pic.twitter.com/ancKMaY1V2
— UK Atomic Energy Authority (@UKAEAofficial) February 9, 2022
Bilim insanlarının bu yeni deneyi, JET tokamakının çok daha büyüğü olan ve şimdilik yüzde 80’i tamamlanan ITER’in hazırlanmasında büyük önem taşıyor. Bilim insanları bu sefer sadece enerji üretmek istemiyor: ITER’in hedefi net enerji üretmek; yani kullandığından daha fazla enerji ortaya çıkarmak. 1985’ten beri Fransa’nın güneyinde yürütülen bu proje; Çin, Avrupa Birliği, Hindistan, Japonya, Kore, Rusya ve Birleşik Devletler’in en parlak enerji bilimcilerinden bazılarını bir araya getiriyor. ITER’den sonraki nesil nükleer füzyon tokamağı EU-Demo için de planlar yapılıyor. Hatta EU-Demo elektrik şebekesine bağlanacak.
JET, döteryum ve trityum adlı iki bileşenin kullanılmasıyla çalışıyor. Hidrojenin kararlı izotoplarından biri olan döteryum, neyse ki deniz suyunda oldukça bol bulunuyor. ABD Enerji Bakanlığına (DOE) göre, deniz suyundaki her 5.000 hidrojen atomundan birinin muhtemelen döteryum olduğu tahmin ediliyor. Nükleer füzyon projeleri gerçeğe dönüştüğünde, DOE bir galon (3,8 litre) deniz suyunun 300 galon benzin kadar fazla enerji ortaya çıkarabileceğini tahmin ediyor.
Diğer taraftansa trityum, doğada nadir bulunuyor. Bu radyoaktif izotoplar, lityumun nükleer reaktörlerde enerjik nötronlara maruz bırakılmasıyla üretiliyor veya “yetiştiriliyor”. ITER uzmanları, füzyon reaktörlerini işletmek için gereken lityumun en az 1.000 yıl boyunca çıkarılabileceğini tahmin ediyor.
Bu iki bileşen, daha sonra reaktörün içerisindeki süper sıcak plazmaya ateşlenerek helyum, nötron ve tabii ki de enerji oluşturmaya zorlanıyor. Az miktarda kullanılmaları yeterli oluyor.
Cambridge Üniversitesi Mühendislik Fakültesinde çalışan Tony Roulstone, “Döteryum ve trityum yakıtından elde edebileceğiniz enerji devasa boyutta” diyor CNN’e. “Örneğin İngiltere’deki mevcut elektrik talebini bir gün boyunca karşılamak için 0,5 ton döteryum gerekir ve bu da deniz suyundan çıkarılabilir.”
Elbette nükleer füzyonu temiz enerjinin yeni kahramanı şeklinde selamlamadan önce katedilmesi gereken bir mesafe bulunuyor. JET, son derece yüksek olan bu sıcaklıklar ile yalnızca beş saniye başa çıkabiliyor. İklim değişiminin en kötü sonuçlarından kaçınmamızı sağlayacak temiz enerjili geleceğe ulaşmak için bundan çok daha fazlası gerekiyor.
JET’e katkıda bulunan İngiltere Atom Enerjisi Kurumunun CEO’su Ian Chapman, “İklim değişiminin etkilerini ele almak için önemli değişimler gerçekleştirmemiz gerektiği açık” diyor. “Füzyon ise çok büyük bir potansiyel sunuyor. Gezegenimizi gelecek nesiller için koruyacak düşük karbonlu, sürdürülebilir bir enerji kaynağı sunmak için gereken bilgiyi inşa edip yeni teknoloji geliştiriyoruz. Dünyamızın füzyon enerjisine ihtiyacı var.”
Yazar: Sara Kiley Watson/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
