National Ignition Facility (NIF) projesinden gelen son deney raporuna göre bilim insanları kendi kendine yetebilen temiz füzyon enerjisi için önemli bir adım attılar. Kaliforniya Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvar’ında çalışan araştırmacılar kendini çok kısa bir an için dahi olsa sürdürebilen bir füzyon reaksiyonu oluşturmayı başardılar. Bu büyük bir başarı çünkü füzyon tepkimesini stabil tutabilmek oldukça zor bir iş. Nihai amaç, tıpkı güneşin merkezinde oluşan tepkimeler gibi hidrojen atomlarını helyum atomları oluşturacak kadar yakınlaştırıp çarpıştırarak bir füzyon döngüsü oluşturmak ve açığa çıkan yüksek enerjiyi kendi içinde sürdürülebilir kılmak.
100’den fazla araştırmacının üzerinde çalıştığı dört deneyin sonucu Nature dergisinde yayınlandı. Araştırmalar sonucunda yanan plazma denilen bir kavrama ulaşıldı. Yanan plazma, füzyonun kendi içinde bir müdahaleye gerek olmadan devam etmesi durumu olarak açıklanabilir1. Çalışmanın başyazarı Alex Zylstra bir sonraki adıma çok yakın olduklarını söyledi.
Füzyon reaksiyonu miligramlarla ifade edilebilecek kadar az hidrojeni yakıt olarak kullanır ve bu yakıttan muazzam büyüklüklerde enerji açığa çıkması sağlanır. Elde edilen enerji, radyoaktif bir atık açığa çıkmadığından temiz enerji olarak adlandırılabilir. Carolyn Kuranz füzyon enerjisi için: “Herhangi bir yerde elde edilebilecek sınırsız ve temiz enerji.” ifadelerini kullanmıştır2.
Uluslararası birçok araştırmacı farklı yollar kullanarak füzyon enerjisi elde edebilecekleri reaktörlerin deneylerini yapıyorlar. Otuz beş ülkenin ortak fonladığı Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör (ITER) projesi devasa mıknatıslar kullanarak oluşan plazmayı kontrol ederek tutuşmayı yeterli sürede tutmayı amaçlıyor. Bu projenin 2026 yılında çalışır hale geleceği tahmin ediliyor. Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı yöneticisi Steven Cowley daha öncesinde Büyük Britanya’da yapılan deneylerin olduğunu fakat plazmanın kendini ısıtmaya yetecek kadar yanmanın gerçekleşmediğini söylüyor. Verimlilik açısından da bakıldığında şu an füzyon enerjisine bel bağlamak doğru bir karar olmayacaktır.
Çalışmanın yazarlarından Omar Hurricane elde edilen sonuçların heyecan verici olmasına karşın kullanılabilir enerjiden çok uzak olduklarını belki de on yıllar sonra elde edilen enerjinin kullanılabilir hale geleceğini belirtiyor. Yüksek teknolojili devasa tesislerde yapılan ve yıllarca süren bunca deney ve çalışmaya rağmen bulunduğumuz nokta şuan yeterli olmasa da gelecek vadediyor.
Alex Zylstra: “Ufak bir boncuk büyüklüğündeki yakıt tankına 192 lazerle atış yapılıp 100 milyon oC sıcaklığa ve güneşin merkezinin 1,5 katı oranında basınca sahip bir ortamda yapılan deneyde elde edilen yanma ancak saniyenin trilyonda biri kadar sürüyor ve bu durum bir başarı olarak kabul ediliyor.” diyerek bulunduğumuz durumu özetlemektedir. Zylstra aynı zamanda yayınlanan makalede yapılan dört deneyde ortalama olarak 0,17 MJ enerji üretildiğini bunun önceki denemelere göre oldukça yüksek fakat nihai amaca ulaşacak kadar da büyük olmadığını belirtiyor.
Amerikan hükümetinin basın açıklamasına göre son yapılan deneylerde elde edilen enerji 1,3 MJ enerji saniyenin 100 trilyonda biri kadar sürede tepkime oluştursa da bu henüz belirlenen 1,9 MJ değerinin yanından bile geçmiyor. Cowley füzyon enerjisindeki en büyük dezavantajın üretiliş sürecinin zorluğu olduğunu, bu problemler atlatıldığı takdirde temiz, sürdürülebilir, güvenli ve minimal tasarımlı santralleri ile enerji için mükemmel bir alternatif olacağını düşünüyor.
Kaynaklar
1. Zylstra, A.B., Hurricane, O.A., Callahan, D.A. et al. Burning plasma achieved in inertial fusion. Nature 601, 542–548 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04281-w
2. https://phys.org/news/2022-01-hot-lab-milestone-road-fusion.html