Nükleer füzyon iklim hedeflerimize daha erken ulaşmamıza yardımcı olabilir
Doğrudan Hava Yakalama (DAC) yöntemiyle örneğin alt atmosferden karbondioksit uzaklaştırılmasının sınırlamalarından biri – ki bildiğimiz gibi şu anda ortalama olarak milyonda yaklaşık 420 parça yoğunluğundadır (1750’de Sanayi Devrimi’nin ilk ortaya çıktığı zamana göre kabaca %50 daha konsantre veya yoğundur – o zamanlar milyonda 280 parça veya civarındaydı) – atmosferik CO2 çıkarma süreciyle ilişkili ekonomik maliyetlerin bazen yüksek olabilmesidir. Bir diğeri, işlem sonucunda açığa çıkan enerjinin, etkinleştirme işleminin enerji miktarından daha düşük olabilmesidir. Üçüncüsü ise, CO2’yi alt atmosferden çekerken, yukarıdakileri yapmak için sürecin nasıl kolaylaştırıldığına bağlı olarak (yenilenebilir mi yoksa fosil kömür, fosil petrol veya fosil gaz kullanılarak mı yapılıyor?), atmosfere daha fazla kirlilik salınabilir.
İlk kavrama gelince, bir DAC sisteminde maliyetler söz konusudur. CO2’yi alt atmosferden çekmek paraya mal olur. Bu şu anda bedelsiz olarak gerçekleşmiyor. Atmosferin alt katmanlarındaki CO2’yi uzaklaştırabilecek ekipmanla ilgili maliyetler söz konusudur. Havadaki karbondioksiti uzaklaştırma işleminin kendisiyle bağlantılı maliyetler vardır. Anladığım kadarıyla, ikinci sürecin ekonomik olarak uygulanabilir olması için, bu sürecin çıkarılan CO2 tonu başına 100.00 $’dan fazla olmaması gerekiyor.
İkinci noktada, karbondioksiti havadan ayırmakla ilgili süreç, oldukça karmaşık bir süreçtir. Sorbent malzemesi olarak bilinen bir madde var. Bu kimyasal sorbent malzemesinin (katı ya da sıvı formda olabilir) düzgün çalışabilmesi için ısıtılması gerekir. Gerekli sıcaklığa kadar ısıtıldığında (iki farklı sorbent malzemesi türü için farklıdır), sorbent (elbette bir haznenin içinde bulunur) saf CO2 gazını oksijenden ayırarak işini yapar. Isıtmayla ilgili bu kısım enerji gerektirir. Bu enerji sorumlu, yenilenebilir, sürdürülebilir ve teorik olarak karlı bir şekilde üretilebilir.
Üçüncü hususa gelince, eğer alt atmosferden karbondioksit çıkarımı hem çevresel açıdan sağlıklı hem de sorumlu bir şekilde yapılabiliyorsa, özellikle de çıkarılana kıyasla havaya daha az kirletici salınıyor ya da hiç salınmıyorsa, o zaman bu Doğrudan Hava Yakalamayı sadece 21. yüzyılın sonuna kadar dünya yüzeyindeki havanın ortalama sıcaklığını 2 santigrat derecenin altında (tercihen 1.5 santigrat dereceden daha yüksek olmayacak şekilde) tutma yönündeki iklim hedeflerimize ulaşmamıza yardımcı olması açısından uygulanabilir bir yöntem haline getirmekle kalmaz, aynı zamanda bu kabiliyeti haklı bir hale getirir.
İşte bu noktada nükleer füzyonun enerji üreten platformu devreye giriyor.
Şimdi, 14 Aralık 2022 tarihinde ScienceBlog.com sitesinde yayınlanan ve yalnızca nükleer füzyonla ilgili olan basın bültenine* atıfta bulunuyorum. Aşağıda bu bültende yer alanlardan sadece bir kısmı bulunmaktadır.
“5 Aralık [2022] tarihinde LLNL’nin [Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı] Ulusal Ateşleme Tesisi’ndeki (NIF) bir ekip, bilimsel enerji başabaş noktası olarak da bilinen bu dönüm noktasına ulaşan tarihteki ilk kontrollü füzyon deneyini gerçekleştirdi, yani füzyondan, onu çalıştırmak için kullanılan lazer enerjisinden daha fazla enerji üretti. Türünün ilk örneği olan bu tarihi başarı, NASA’nın Stok Yönetim Programını desteklemek için benzeri görülmemiş bir kapasite sağlayacak ve Başkan Biden’ın net sıfır karbon ekonomisi hedefine ulaşma çabaları için oyunun kurallarını değiştirecek olan temiz füzyon enerjisinin beklentileri hakkında paha biçilmez bilgiler sağlayacaktır.”
Bu gerçekten olağanüstü, devrimsel ve evrimsel bilimsel kabiliyetin ve bilimsel atılımdan sorumlu kişilerin vaatlerini ve erdemlerini etkili bir şekilde öven yorumlarda bulunan pek çok ilgili yetkili ve hükümet yetkilisinin övgü dolu ifadelerinden sonra, ABD Enerji Bakanlığı ABD Enerji Bakanlığı açıklamasına şöyle devam etti: “LLNL’nin deneyi hedefe 2.05 megajul (MJ) enerji göndererek füzyon eşiğini aştı ve 3.15 MJ füzyon enerjisi çıktısı elde ederek ilk kez eylemsiz füzyon enerjisi (IFE) için en temel bilimsel temeli ortaya koydu. Evlere ve işyerlerine enerji sağlayacak basit, uygun fiyatlı IFE’ye ulaşmak için hala birçok ileri bilim ve teknoloji gelişmesine ihtiyaç vardır ve DOE şu anda Amerika Birleşik Devletleri’nde geniş tabanlı, koordineli bir IFE programını yeniden başlatmaktadır. Özel sektör yatırımlarıyla birleştiğinde, füzyonun ticarileştirilmesi yönünde hızlı bir ilerleme sağlamak için büyük bir ivme var.
“Füzyon, iki hafif çekirdeğin birleşerek daha ağır tek bir çekirdek oluşturması ve büyük miktarda enerji açığa çıkarması sürecidir. 1960’larda LLNL’deki bir grup öncü bilim insanı, lazerlerin laboratuvar ortamında füzyonu tetiklemek için kullanılabileceğini varsaydı. Daha sonra 1988-1994 yılları arasında LLNL direktörü olarak görev yapan fizikçi John Nuckolls liderliğindeki bu devrimci fikir, atalet hapsi füzyonuna dönüştü ve lazerler, optikler, teşhis, hedef imalatı, bilgisayar modellemesi ve simülasyonu ve deneysel tasarım alanlarında 60 yılı aşkın araştırma ve geliştirme sürecini başlattı.”
Bu, bildiğimiz yanma süreçlerinin yarattığı hava kirliliğinin sonunun başlangıcı olabilir mi?
Bu yazı Astrafizik.com tarafından Türkçeye aktarılmış olup yazının aslı scienceblog.com 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.
