Yeni dynomak füzyon reaktörü tasarımı, kömürden daha ucuz füzyon gücü oluşturabilir

Füzyon haberlere geri döndü, ve sadece Lockheed Martin’in dünyanın enerji problemini büyüleyici milyon dolarlık kamyon boyutundaki üreteçlerle çözdüğünü iddia ettiği için değil. Tarihsel olarak, füzyon araştırmasının hepsi bir gün kontrollü füzyona imkan verebilecek olası taktikler ve mekanizmalar ile ilgiliydi; bugün, araştırmacılar öyle bir noktada ki hangi buluşların teknolojiyi geçerli kılmak için ortaya çıkması gerektiğini özellikle biliyorlar- ve, bugünlerde her zaman böyle durumlarda olduğu gibi, ilerlemeler hızla geliyordu. Birkaç büyük, iyi desteklenmiş takım, füzyondan bir tek jullük enerjiyi ilk elde eden olmak için yarışıyor, fakat Washington Üniversitesi’nden akademik bir takım bu işin kazananı olacak çalışmayı yapıyor olabilir. Dynomak olarak adlandırılan yeni bir füzyon enerji tasarımı icat ettiler ve füzyon güç istasyonlarının maliyetini kömür ile yarışır hale getirebilir.
“Maliyet yarışı” ne anlama geliyor? Önceki füzyon tasarımlarına kıyasla bir Dynomak tesisi rekabet halindeki füzyon reaktörü tasarımlarından onda biri kadar bir maliyetle kurulabilir ve beş kata kadar daha fazla güç üretebilir. Bu, kömürün watt başı fiyatına yetişmesini sağlıyor, gigawatt ölçüsünde bile; 1GW’lık bir Dynomak reaktörü, kıyaslanabilir modern kömür tesislerinin 2.8 milyar dolar ortalaması karşısında 2.7 milyar dolar tutabilir. Tabii ki bunların hepsi teorik- bu takım reaktör tasarımına büyük bir düzeltme sundu, fakat bundan faydalanacak olanlar aslında daha büyük, daha çok desteklenmiş araştırma takımları olacak. O halde büyük buluş ne?
Şu anda füzyon teknolojisinde iki büyük ekol var: manyetik ve lazer hapsetme. İki durumda da füzyon yakıtınızın bir örneğini büzmek zorundasınız- genellikle bir hidrojen ve helyum karışımından oluşur- bu yüzden süper sıkıştırılmış ve bundan dolayı süper ısınmış olur, füzyon işlemini başlatır, ve iki durumda iç sıkıştırma gücümüzü da inanılmaz derecede iyi kontrol etmemiz gerekir. İster karmaşık manyetik bir alan, isterse trilyonlarca watt lazer ışığının birleşmiş gücü olsun, yeterince güçlü ve iyi kontrol edilmiş hapsetme elde etmek şüphesiz tüketici füzyon teknolojinin karşılaştığı en büyük güçlük. Washington Üniversitesi’nin çalışması bu işi daha ekonomik yapabilir. Manyetik hapsetme matematiğinin zorlu yollarında yürüyerek, mıknatıslara büsbütün ihtiyacın aksini ispat edebilirler.
Muhtemelen bir manyetik füzyon üreteci için en geniş ölçüde reklamı yapılan tasarım bir tokamak temelli olan devasa, çörek şeklindeki mıknatıs. Oluşturduğu kusursuz şekilli manyetik alanın bir füzyon tepkimesini zaptedebileceği kanıtlandı (sadece füzyonun ürettiği enerjiden daha azını kullanırken hariç). Maliyetler ayrıca fahiş fiyatta, ITER’in geçenlerde çıkan 30,000 pound’luk süper-iletkenkenli Slinky’si için test modeli gibi. Aynen MRI makineleri ile keşfettiğimiz gibi, süper soğutulmuş mıknatıslar füzyon gücü için bir sınırlandırma öğesi, ve bu yüzden daha sonra bir spheromak olarak adlandırılan başka bir tasarım geliştirdik – akımı doğrudan güç istasyonunun kalbindeki plazma küresine taşıyarak kendi sınırlandırma alanını oluşturan bir manyetik füzyon makinesi.
Bu tokamak için açıkça dev bir ilerleme, fakat hayal edebileceğiniz gibi, elektriği sadece sürmekte olan bir füzyon örneğine pompalamak çok kusursuz değil. Spheromak tasarımları maliyet ve verimlilikte kuramsal avantajlara sahipti, fakat fiilen çalışabildiklerini göstermek için debelendiler. Sonra, iki yıl önce bu Washington Üniversitesi takımı yüklenmiş dinamo akım enerjisi (buradan “Dynomak”) adı verilen bir fikir ileri sürdüler, manyetik alanların dışındaki enjeksiyona dayanan manyetik alanı önceden haber vermek için bir model teklifi. O zamanlar füzyon gücü için devasa etkilerinin bulunması dolayısıyla topa tutulmuştu, ve o etkiye ters olan bazı sayılar görüyoruz.
Aslında Dynomak, ürettiği manyetik alanı kontrol etmek için yüklenmiş dinamo akım enerjisi kullanan tamamıyla kontrollü bir spheromak reaktörüdür. Bu demek oluyor ki ısınmış hidrojen izotoplarını birkaç ulusal ekonomi büyüklüğünde para ödemeden veya daha fazla helyum kaynağını kurutmadan ve geleceğin doğum günü partilerini bitirmeden bir noktada tutabiliriz.
Bu harika, fakat  bu takımın deneme teçhizatı olması gerekenin sadece yüzde 10’u büyüklüğünde ve Dynomak’ı mümkün kılan 6 nihai “helisite enjektörünün” sadece üçünü kullanıyor. Tam boyutlu deneme sürüşü gerçekleştirilene kadar bu sadece bir başka füzyon masalı olacak. Yine de, eğer doğruysa belirlenen inanılmaz maliyet faydasından yararlanabiliriz, araştırmaya oldukça değer bir fikir gibi görünüyor.

Bunları da okumak isteyebilirsiniz...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir