Araştırmacılar bugüne kadar füzyon enerjisi üretmek için harcadıkları enerjiden daha fazla enerjiyi elde etmekte birçok sorun yaşadılar. Öyleki çoğu zaman verilen enerji ancak kendisini amorti edecek kadar verimli çalışabiliyordu. Son yirmi senedir bilim insanları termonükleer enerji vasıtasıyla yıldızların çalışma prensibini kullanarak enerji üretmeye çalışıyor.
Füzyon enerjisi az miktarda yakıt kullanarak büyük miktarlarda temiz enerji üretme potansiyeline sahip. Füzyon plazması bir kez tutuşturulduğunda reaksiyon dağılmadan kontrol altında tutulabildiğinde yanmaya devam eder. Fakat füzyon reaksiyonlarını kontrol altında tutabilmek oldukça zor bir işlem olduğu için deney reaktörlerinin çoğu füzyon reaktörünü çalıştırmak için harcadığı enerjinin daha fazlasını elde edemedi.
Dün yapılan bir basın açıklamasında, ABD Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (National Ignition Facility (NIF))’nda yapılan bir deneyde yakıtı yakıp füzyon reaksiyonunu başlatmak için harcanan enerjinden daha fazlasını üreterek füzyon enerjisi için bir “Kızıl Elma” olan eşiği aşmayı başardıklarını açıkladılar. Reaksiyonu başlatacak olan lazer ışınının enerjisi 2,05 megajoule iken elde edilen enerji bu miktarın 0,5 kat fazlasıydı.
Uzun zamandır beklenen an
Imperial College London fizikçileri 5 Aralık 2022’de yapılan bu başarılı deneyden elde edilen verileri analiz etmek konusunda NIF araştırmacılarına yardımcı oluyor. Bünyesindeki doktora öğrencilerinden 30 kadarının NIF’te çalışmalarını sürdürdüğü bu kurumun NIF ile sıkı bağlantıları var.
Imperial College London, Centre for Inertial Fusion Studies Yardımcı yöneticilerinden Professor Jeremy Chittenden, “70 yılı aşkındır birçok araştırmacı, füzyon reaksiyonuna verilen enerjiden daha fazla enerji üretmenin mümkün olduğunu kanıtlamaya çalışıyor. Bu çok heyecan verici gerçek bir kırılma noktasıdır. Uzun zamandır beklenen ana füzyon enerjisinin “Kızıl Elma’sına” ulaşılabildiğinin bir kanıtı olmakta. Bu deney bizi füzyon reaksiyonu kullanılarak çok daha büyük miktarlarda enerji elde edebileceğimiz zamana çok yakınlaştırdı. Füzyon reaksiyonunu güç kaynağı olarak kullanabilmek için elde ettiğimiz enerjiyi çok daha yüksek seviyelere çıkarmalıyız. Aynı şekilde elde edeceğimiz enerjiyi daha sürdürülebilir ve uygun maliyetli metodlar geliştirerek üretebilecek konuma gelmeliyiz ki füzyon enerjisi gerçekten bir güç kaynağı haline gelsin. Bu aşamaya ne kadar kısa sürede gelinebilir bunu bilemeyiz, her şey yolunda giderse 10 yıl içinde füzyon enerjisini kullanabiliriz ama bu süre çok fazla uzayabilir de. Bildiğimiz şey ise günümüz teknolojisiyle baktığımızda füzyon enerjisinin yakın olduğu.” ifadelerini kullandı.
Imperial College Centre for Inertial Fusion Studies Yardımcı yöneticilerinden Professor Steven Rose, “Bu deneyin megajoule büyüklüğünde gerçekleşmesi harika bir olay. Anlıyoruz ki daha yüksek enerjiler verildiği takdirde füzyon enerjisi bir güç kaynağı olabilir aynı zamanda deney ortamı olarak da kullanılabilir.”
Imperial College Centre for Inertial Fusion Studies’de bir araştırmacı olan Dr. Brian Appelbe, “Bu deney füzyon enerjisi adına olduğu kadar evreni anlamak için yapacağımız deneyler adına da önemli bir adım. Son deneyde elde edilen plazma ortamı bize maddeyi farklı sıcaklıklar ve özkütlelerde inceleme şansı tanıyor. Bu şartlarda anti maddenin varoluşu gibi bir sürü ilginç fiziksel olayı izlemleme şansı tanıyabilir. Daha önce laboratuvar ortamında deneyimleyemediğimiz çoğu şeyi burada deneyimleyebiliriz.”
Füzyon yakıtı
Günümüz nükleer reaktörlerinde fisyon reaksiyonları yardımıyla enerji elde ediliyor. Fisyon reaksiyonu basitçe açıklanırsa, bir atom parçalayarak enerji açığa çıkartma işlemidir. Füzyon reaktörlerinde bunun tam tersi olarak 2 atomu birleştirmek amaçlanıyor. Bu yöntem fisyondan çok daha fazla enerji açığa çıkarıyor ve gerisinde neredeyse hiç radyoaktif atık bırakmıyor.
Füzyon reaktörleri bu reaksiyonu farklı yollarla elde etmeye çalışıyor. Fakat NIF’te “Eylemsizlik hapsi” yöntemi kullanılıyor. Bu yöntemde çok yüksek enerjilere çıkarılan lazer ışınları hidrojen yakıtı bulunan ufak bir yakıt tüpüne yönlendirilerek yakıtın yanması ve reaksiyon zincirinin başlanması sağlanıyor. Reaktif olması ve daha fazla enerji elde etmesi nedeniyle yakıt olarak hidrojenin izotopları olan döteryum ve trityum kullanılıyor. Reaksiyon belirli bir basınç altında kontrollü olarak başlatılabilirse yakıt alfa parçacıkları yaymaya başlıyor ve bu parçacıklar zincir reaksiyonu başlatıyor. Reaksiyon ilerledikçe daha fazla enerji açığa çıkıyor.
Kaynakça:
https://techxplore.com/news/2022-12-breakthrough-fusion-energy-generates-excess.html