Nükleer Füzyon Bize Nelerin Kapısını Açacak
Kaliforniya, Livermore’daki Ulusal Ateşleme Tesisi araştırmacıları, 5 Aralık günü saat 01:03’te, ilk kez net enerji üretimiyle sonuçlanan kontrollü nükleer füzyonu ateşledi. Peppercorn büyüklüğündeki bir yakıt kapsülü 2 milyon joule’lük bir lazer darbesiyle ısıtıldığında 3 milyon joule’lük bir patlama meydana geldi. Güneşin nasıl enerji ürettiğini taklit eden ve uzun zamandır beklenen bu başarının ayrıntıları, ABD Enerji Bakanlığı yetkilileri tarafından 13 Aralık’ta düzenlenen bir basın toplantısında açıklandı.
New York’taki Rochester Üniversitesi’nden fizikçi Gilbert Collins, eski bir NIF işbirlikçisi olmakla birlikte son gelişmeye yol açan araştırmada yer almadığını belirterek, “Bu muazzam bir atılım” dedi. “Bu alanda çalışmaya başladığımdan beri füzyon hep 50 yıl uzaktaydı…. Bu başarı ile manzara değişti.”
Füzyon potansiyel olarak temiz bir enerji kaynağı sağlamaktadır. Şu anda nükleer enerji üretmek için kullanılan fisyon reaktörleri, uranyum gibi ağır atomların, bazıları radyoaktif olanlar da dahil olmak üzere daha hafif atomlara parçalandıklarında enerji açığa çıkarmasına dayanıyor. Fisyon ile enerji üretmek nispeten kolay olsa da, yüzlerce bin yıl boyunca tehlikeli kalabilecek radyoaktif kalıntılarla uğraşmak çevresel bir kabustur.
Öte yandan, kontrollü nükleer füzyon bu kadar uzun ömürlü radyoaktif atık üretmez, ancak ilk etapta elde edilmesi teknik olarak çok daha zordur. Nükleer füzyonda hafif atomlar birleşerek daha ağır atomlar oluşturur. Güneş‘te bu tipik olarak bir hidrojen atomunun çekirdeği olan protonun diğer protonlarla birleşerek helyum oluşturmasıyla meydana gelir.
Atomların kaynaşmasını sağlamak, atomları birbirine sıkıca sıkıştırmak için yüksek basınç ve sıcaklığın bir kombinasyonunu gerektirir. Güneşteki işin çoğunu yoğun yerçekimi yapar.
Ulusal Ateşleme Tesisi’nde, ağır hidrojen türleri olan döteryum ve trityumla dolu küçük bir kapsüle yönlendirilen 192 lazer, bunun yerine işi yapan bir enerji patlaması sağladı. Bu süreçte yakıtın yaklaşık yüzde 4’ü eritildi. Yeni sonuç, ekibin nükleer füzyonu ilk kez ateşlemeyi başardığı daha önceki bir NIF deneyi tarafından üretilen 1,3 milyon joule enerjiyi çok aştı.
NIF fizikçisi Tammy Ma basın toplantısında şunları söyledi: “NIF’te elde edilen bu son sonuçlar, Dünya‘nın herhangi bir yerindeki bir laboratuarda ilk kez bir füzyon reaksiyonundan elde edilenden daha fazla enerji elde edildiğini göstermemizi sağladı.” Ma, füzyon yaklaşımına dayalı enerji santralleri için pilot projelerin “önümüzdeki on yıllarda” inşa edileceğini öngördü.
Ancak bu son füzyon patlaması hala lazer güç kaynaklarını ve NIF deneyinin diğer sistemlerini çalıştırmak için yeterli enerji üretmedi. Füzyondaki enerjinin yüzde birini elde etmek için elektrik şebekesinden yaklaşık 300 milyon joule enerji almak gerekti.
Araştırmada yer almayan Rochester Üniversitesi fizikçisi Riccardo Betti, “Net enerji kazancı, hedefe tutulan ışıktaki enerjiye göredir, o ışığı yapmak için harcanan enerjiye göre değil” diyor. “Şimdi bu fizik ilkelerini faydalı enerjiye dönüştürüp dönüştüremeyeceğimizi görmek bilim insanlarına ve mühendislere düşüyor.”
Buna rağmen Collins, bunun teknolojide transistörün icadı ya da Wright kardeşlerin ilk uçuşuyla kıyaslanabilecek potansiyel bir dönüm noktası olduğunu söylüyor. “Artık çok hızlı bir şekilde nasıl ilerleme kaydedebileceğimize dair pusula olarak kullanabileceğimiz bir laboratuvar sistemimiz var” diyor.
“Nükleer füzyon ile yüksek miktarda enerji üretimi artık mümkün. Ancak, bu enerjiyi verimli ve sürdürülebilir bir şekilde kullanmak için çok daha fazla araştırma ve mühendislik çalışması gerekiyor. Ancak potansiyel büyük. Bu, fosil yakıtların çevresel etkisini ve nükleer fisyonun radyoaktif atıklarını ortadan kaldırabilecek bir teknoloji,” diyor Collins.
NIF’ın başarısı, dünya genelinde bir dizi benzer projeyi hızlandırabilir. Fransa’da inşa edilen Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör (ITER) gibi projeler, daha büyük ve daha karmaşık füzyon deneylerinin önünü açıyor. ITER projesi, füzyonun temel prensiplerini test etmeye ve geliştirmeye odaklanmıştır ve dünyanın enerji ihtiyaçlarının sürdürülebilir bir şekilde karşılanmasına yönelik önemli bir adımdır.
Sonuç olarak, nükleer füzyonun sağlayabileceği potansiyel, tam anlamıyla güneş enerjisi sağlayan bir teknoloji olduğu için, dünyanın enerji sorunlarına karşı çözümün anahtarı olabilir. Bu sonuçlar, nükleer füzyonun daha fazla geliştirilmesi ve uygulanmasını hızlandırabilir. Bir yandan, daha az radyoaktif atık üretimi ve daha fazla enerji verimliliği, çevresel açıdan büyük bir avantaj sunarken, diğer yandan daha büyük ve daha karmaşık sistemlerin geliştirilmesine olanak sağlar.
Füzyon enerjisi, sürdürülebilir bir enerji geleceği için kapıyı aralamaktadır. Ancak, füzyon teknolojisinin tam potansiyelini gerçekleştirmek için daha çok çalışmamız gerekiyor. Yine de, ilk adımı atmak, bu geleceğe ulaşma yolunda önemli bir kilometre taşıdır.
Kaynak: https://www.sciencenews.org/article/nuclear-fusion-breakthrough-energy
Bu yazı Astrafizik.com tarafından Türkçeye aktarılmış olup yazının aslı sciencenews.org sitesine aittir, orijinaline mümkün olduğunca sadık kalmak koşuluyla dilimize çevirilmis olsa da editoryal tarafından katkılarda bulunulmuştur. Bu sebeple Astrafizik.com içerik izinlerine tabidir. Astrafizik.com referans gösterilmek koşuluyla 3. tarafların kullanımına izin verilmiştir.
