Herkes Onun Peşinde!

Nükleer füzyon hayali gerçek oluyor

Füzyon, nükleer, yani atomun çekirdeğinde gerçekleşen bir tepkime türü. Kısaca “kaynaşma” olarak özetlenebilecek olan füzyon tepkimesi, kararlılığı düşük olan çekirdeklerin, birleşerek daha büyük bir yapı meydana getirmesiyle gerçekleşiyor. Örneğin, hidrojen bombası, hidrojen çekirdeğinin, 1 milyon santigrat derecenin bile üstündeki muazzam sıcaklıkta kaynaşarak, helyum çekirdeklerini meydana getirmesine dayanan bir füzyon tepkimesiydi. Ancak reaksiyonu başlatması için gereken ateşleme küçük bir atom bombası ile sağlanmıştı. Hiroşima ve Nagazaki’ye atılan atom bombalarından binlerce kat daha güçlü olan hidrojen bombası, hiçbir zaman insanlar üzerinde denenmedi. Yine de tarihin tozlu sayfalarından, bize her zaman çok büyük bir tehlike olduğunu hatırlatacak olan bu bomba, kendi kendine gerçekleşebilen bir tepkimeyle patlamadığı gibi, ahlaki açıdan da nükleer füzyonun en iyi örneği değildi. Nükleer füzyon tepkimesi doğru kullanıldığında, limitsiz ve kolay erişebilir bir enerji türüne çevrilerek insanlığın geleceğini aydınlatabilir.

Neyse ki, günümüz bilim insanları, tüm yıldızlarda doğal yollardan gerçekleşen bu tepkimeden ilham alarak, fosil yakıtlar üzerine kurulu mevcut enerji kaynaklarımızdan bizleri tamamen kurtarabilecek projeler üzerinde çalışıyorlar. ABD’nin California eyaletindeki Livermore’da bulunan Ulusal Ateşleme Tesisi’nde (NIF), dünyanın en güçlü lazeri kullanılarak, bir miktar hidrojen yakıtı ısıtılıp sıkıştırıldı ve pozitif nükleer füzyon tepkimeleri elde edildi. Lazerle enerji sağlayarak nükleer füzyon gerçekleştirebilme konusundaki deneyler yaklaşık 50 yıldır yapılıyor. Ancak bu kez çok özel bir durum başarıldı. Mercury isimli lazerden atılan 192 adet ışının, hidrojen yakıtı üzerine gönderilmesiyle uygulanan deneyde elde edilen enerji miktarı, tarihte ilk kez, bu işlemin yapılması için kullanılandan daha fazla oldu. Yani pozitif nükleer füzyon için hedeflenen kırılma noktası aşıldı.

Uzay Yolu serisinin ünlü gemisi Atılgan, nükleer füzyon tesisinden havalandı

Yolu serisinin son filmi olan Uzay Yolu: Karanlığa Doğru’yu “Star Trek: Into Darkness” izlediyseniz, Atılgan (The Enterprise) adlı ünlü geminin yolculuğa hazırlandığı, müthiş derecede fütüristik görünen o tesisi hatırlarsınız. Geminin iç mekanı olarak gördüğümüz sahneler de dahil olmak üzere, tüm o mekanlar, bizzat gerçek bir füzyon laboratuarı, yani NIF tesisleriydi. Aslında, film ve füzyon laboratuarında gerçekleştirilen deneylerin ortak bir özelliği var: Uzay Yolu’nun ışık hızında yolculuk edebilen uzay gemisi de, tıpkı NIF laboratuarlarındaki deneylerde olduğu gibi, yakıtını, bir hidrojenin izotopu olan döteryumu kullanarak üretiyor. NIF yöneticisi Edward Moses da Uzay Yolu serisinin büyük bir hayranı. “Yıllardır, Uzay Yolu yapımcılarının burayı fark etmelerini bekliyorduk. Çünkü NIF, tam da onlara göre tasarlanmış olan bir tesis” diyor Moses, coşkusunu hiç gizlemeden. Moses’a hak vermek gerek. Film sayesinde öğrenip, yıldızlara ulaşmanın yolu olarak tanıdığımız “Warp sürücüsünü” kullanan, 23. Yüzyılın teknolojisine sahip bir uzay gemisi, uzay-zamanda ışıktan hızlı hareket edecekse, filmin, ışığın böylesine ilham verici bir şekilde kullanıldığı gerçek bir tesiste çekilmesi de kesinlikle çok uygun bir karar. Nitekim filmin yönetmeni J.J. Abrams da burada gerçekleştirilen deneyler için duyduğu heyecanı her fırsatta dile getirmişti.

Eylül ayı sonlarında gerçekleştirilip, Ekim ayı başında basına duyurulmuş olan bu büyük nükleer füzyon başarısı, Moses’ın yönetimindeki laboratuarı bir kez daha gündeme taşıdı. Üstelik bu kez filmde gördüğümüz hayal ürünü teknolojilerin, çok da uzak olmayan bir gelecekte gerçeğe dönüşebileceğini göstermiş oldular.

Başarının sırrı: Ateşleme

Güneş’e gücünü veren kontrollü füzyona kavuşmak, sınırsız ve maliyeti son derece düşük bir enerji kaynağı elde edilebileceği anlamına geliyor. Laboratuarda bu hayali gerçeğe dönüştürmek adına yapılan deneylerde, aşırı derecede soğuk ve katı hidrojen izotoplarını içeren “oyuk” (hohlraum) adı verilen bir silindire lazer ışınları yollandı. Lazer ışınları, sadece birkaç milimetre genişliğindeki silindirin bir tarafından girip, diğer tarafından çıktıklarında, içindeki hidrojen yakıtını bombardımanına tutmuş ve aynı anda X-ışınımı tepkimesi yaratmış oluyorlar. X-ışınları, hidrojen yakıtının dış kabuğunu eriterek, hidrojen atomu çekirdeklerinin milyonlarca derecelik ısıya ulaşmasını sağlıyor. İşlem devam ettikçe, hidrojen yakıtının basıncı da muazzam seviyelere yükseliyor ve sonuç olarak pozitif füzyon tepkimeleri elde edilmiş oluyor. “Ateşleme” olarak nitelendirilen bu başarı seviyesi, bilim dünyasında çok uzun yıllardır denenen, fakat ilk kez bu deneyde erişilen bir sonuç oldu.

Nükleer füzyonun geleceği

NIF yetkilileri 2009 yılında bir duyuru yapmış ve 2012 yılı sonuna kadar nükleer füzyon deneylerinde ateşleme seviyesini yakalayabileceklerini belirtmişlerdi. Fakat tesiste öngörülemeyen bazı teknik sorunlar yaşandı. Bunun sonucunda, matematiksel hesaplamalar düzeyinde tutturulmuş olan pozitif nükleer füzyon tepkimesi, deneysel anlamda sekteye uğradı. Aslında bu gecikme, füzyon enerjisinin nasıl kullanılacağı konusunda olumlu bir gelişmeye vesile oldu. Çünkü tesisin öncelikli misyonu, nükleer silah araştırmaları yapmak üzerine kurgulanmıştı. Ancak yaşanan teknik sorunlar, beraberinde bir takım maddi kesintileri de getirdi. Sonuçta hedefler yenilendi ve silah araştırmaları yerine, yeni yakıt teknolojileri için yeşil ışık yakıldı. Tabii şimdi Amerikan hükümetinin bu teknolojiyi ne şekilde yönlendireceğine dair oluşan bazı haklı şüpheler var. Ama yetkililer, füzyon enerjisinin genel kullanımının teşvik edileceği, hatta deneylerin hızlandırılması için fazladan fon sağlanacağı yönünde garanti veriyorlar. Şüphesiz ki nükleer füzyon, geleceğin en önemli enerji kaynağı olacak.