Temiz ve Neredeyse Sınırsız Füzyon Enerjisine Adım Adım Yaklaşılıyor!

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki araştırmacılar sonunda bir füzyon tepkimesinde elde edilen enerjinin, tepkimenin başlaması için gereken yakıta harcanan enerjiden fazla olmasını sağlamayı başardılar. Bu olay, gelecekte güç merkezlerinde yapılacak olan kendi kendini devam ettiren füzyon tepkimelerine giden yolda önemli bir kilometre taşı. 

Cosmos dergisinin hazırladığı, füzyonun ne kadar mümkün olduğuna yönelik bir araştırmaya göre, an itibariyle iki temel araştırma grubu füzyon gücünü mümkün kılmak için çabalıyor. Her iki çalışma da, ağır hidrojen formları olan döteryum ve trityum iyonları tarafından yüksek sıcaklık ve basınç altında ortaya çıkarılan enerjiyi hapsedebilmeyi amaçlıyor; ancak yöntemleri tamamen farklı.

İlki, uluslararası ITER projesi... Manyetik bir odacıkta, akkor ısı tepkimesi elde etmeyi amaçlıyor. Diğeri, Amerikan Ulusal Ateşleme Tesisi (US National Ignition Facility - NIF)... Tetiklendikten sonra, 192 güçlü lazerin biber tanesi kadar bir kapsülü ateşlemesi ile tepkime elde etmeyi amaçlıyor. Son atılımı yapan ve buluşları Nature dergisinde yayımlayan grup ise NIF oldu. 

Duyurdukları bu gelişme, ekip üzerinde oluşan baskının bir kısmını azaltmış olmalı. NIF, 2009 yılında ilk açıldığında beklentiler yüksekti. Araştırmacılar ateşlemeyi, yani kendi kendini devam ettiren füzyon tepkimesini 2012 sonunda başarmak konusunda hırslı ve azimliydi. Ne var ki bu hedefin çok gerisinde kaldılar. 2013'te NIF araştırmacıları, hedeflerini daha mütevazı tuttular ve ilk hedeflerine ulaşmış oldular. İngiltere'deki Culham Füzyon Enerji Merkezi'nden yönetici Steve Cowley şunları söylüyor: 

Bu çalışma NIF’in lazerle baskılandığında füzyon yakıtı kapsülünün kararsız olması gibi temel sorunlarına ışık tutmaya başlayan gerçekten harika bir çalışma.

Ateşlemeyi başarmaya çalışırken, ekip tepkimenin kapsülü dengeli bir şekilde baskılamasını kontrol etmekte zorlanıyordu. Son çalışmayı bizzat yürüten California'daki Lawrence Livermore National Laboratory'den Omar Hurricane bu durumu “İçe doğru patlama, kendini parçalara ayırıyordu.” diye açıklıyor. Sonuçta elde edilen enerji zayıftı.

Ekip, atışın başında lazer gücünü yükseltmenin patlamanın daha kararlı olmasını sağladığını keşfetti ve bu yolla elde edilen enerjinin öncekinden 10 kat fazla olduğunu gördüler. Hurricane şöyle diyor:

Bir adım geri attık ama bu bize başardıklarımızla büyük bir sıçramayla ilerlemeyi getirdi.

Ekip bundan sonra iç patlama hızının artırılıp hedefe yani yakıtın ateşlenmesi için çalışıyor.

Lockheed Martin de Alanda Çığır Açacak Buluşlar Peşinde!

ABD'deki en büyük askeri kuruluş, bir kamyonun arkasına sığacak kadar küçük fakat bir savaş gemisinin ihtiyacı kadar enerji üretme kabiliyetine sahip nükleer füzyon reaktörü geliştiriyor. 15 Ekim 2014 günü yayınlanan bir demecinde Lockheed Martin, gizemli Skunk Works bölümünün (U-2 casus uçağı ve F-117 hayalet uçaktan sorumlu bölüm) çalışması süren yüksek teknoloji reaktörü ile ilgili birkaç patentin kabul edildiğini ve ilgilenen endüstri ve hükümet ortakları yakında yardım sözleşmesi imzalarsa gelecek 10 yıl içinde uygulanacağını umduğunu söyledi. Tom McGuire, Skunk Work'ün Devrimsel Teknoloji Programları sıkıştırılmış füzyon başkanı bir demecinde şunları söyledi.

Sıkıştırılmış füzyon fikrimiz, hepsinin en iyi yanlarını alarak birkaç alternatif manyetik hapsetme yaklaşımını birleştiriyor ve önceki fikirlerden yüzde 90 daha düşük bir boyut sunuyor. Daha küçük boyut bize imkanı verecek tasarlama, üretme ve test SNR'yi bir yıldan kısa bir sürede.

Çarşamba günü Reuters'da yayınlanan bir makaleye göre, McGuire muhabirlere Skunk Works'ün 70 adım boyunda veya şu ankinin 10 katı küçük 100 megawatt reaktör üretebildiğini başarıyla gösterdiğini söyledi. Dahası, Lockheed bölümü beş yıl içinde bir prototipe sahip olmayı ve sonra on yıl içinde ünitenin hazır olmasını istiyor. Reuters için yazan Andrea Shalal şöyle anlatıyor:

Küçük bir reaktör bir ABD savaş gemisine güç verebilir ve taşıma zorluklarına sahip diğer yakıt kaynaklarına ihtiyacı ortadan kaldırabilir.

Lockheed'in internet sitesinde iddia ettiğine göre nükleer füzyon tarafından oluşturulan enerji, fizyon tarafından salınan enerjiden 4 kat daha güçlü olabilir ve müteahhidin iddia ettiğine göre şu an Skunk Works tarafından geliştirilen gibi yeterince küçük bir reaktör 100,000 nüfuslu bir şehre yeterli enerji sağlayabilir. Lockheed kendi sitesinde şöyle açıklıyor:

Güneş tarafından oluşturulan enerjiyi taklit etmek ve onu burada dünya üzerinde kontrol etmek için, manyetik bir şişe kullanılarak zapt edilebilecek bir tasarım üretiyoruz. Bu şişe, yüz milyonlarca dereceye ulaşan inanılmaz sıcaklıklar ile başa çıkabilme kapasitesine sahip. Bu tepkimeyi zapt ederek, kullanabileceğimiz enerjiyi üretmek için kontrollü bir şekilde salabiliriz. Bu sıkıştırılmış füzyon reaktörü kullanılarak oluşturulan ısı enerjisi, yanma odalarını basit ısı santralleriyle değiştirerek türbin üreteçlerini hareket ettirecek. Sırayla türbinler daha sonra elektrik veya bir takım uygulamalar için itici güç üretecek.

Gizmodo, eğer başarılı olursa, dünyaya şu ana kadar eşi benzeri bulunmayan taşınabilir bir güç kaynağı verecek olan Lockheed'in son girişiminin "bildiğimiz medeniyeti değiştireceği" kehanetinde bulundu. Skunk Work'ten McGuire, geçenlerde reaktörün boyutu ile ilgili Aviation Week'e şöyle dedi: 

Ekonominin geleceği ve gelişimi için uygulanabilir yöntemlerden biri olduğunu düşünüyoruz. 10 kat küçük olması, kilit nokta. Fakat işin fiziği tarafında daha fazla çalışma gerekli. Ama fiziğimizin çalışacağını düşünmemizin sebeplerinden birisi de doğal olarak istikrarlı bir yapı oluşturmayı başarmış olmamız.