Birleşik Krallık’taki Füzyon Deneyi, Eski Rekorunu Kırdı

Geçen yüzyılın sonlarında, Birleşik Krallık, Oxford yakınlarındaki Ortak Avrupa Torusu (JET), o zamanlar füzyon gücünde bir rekor olan 22 megajul enerji açığa çıkardı.

Şimdi, deneysel yükseltmeler, tesisi büyük bir uluslararası proje için beklenen teknolojiyle uyumlu hale getirdi ve bunun yaklaşık üç katı güç üretimiyle sonuçlandı.

Gelişmeler, tokamak tabanlı füzyon için ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır ve bizi kirletici emisyonlar veya büyük miktarda radyoaktif atık maliyeti olmadan neredeyse sonsuz bir enerji akışını hasat edebileceğimiz bir denge noktasına daha da yaklaştırmaktadır.

Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü Bilimsel Direktörü Sibylle Günter, "Geçtiğimiz aylarda öğrendiklerimiz, onları ısıtmak için gerekenden çok daha fazla enerji üreten füzyon plazmalarıyla deneyler planlamamızı kolaylaştıracak" diyor.

Tokamaklar, enerji üretiminde bu dönüm noktasına ulaşmak için arka arkaya atılacak adımların başında geliyor. Ciddi derecede güçlü mıknatıslarla çevrili, nispeten basit bir sistemden oluşan tokamaklar, bir plazmada çözünmek üzere ısıtılan hidrojen patlamalarını kanalize ederek füzyonu kolaylaştırır.

Bu çalkantılı plazma akışını, enerji taşıyan nötronları sıkıştıracak kadar uzun süre sabit tutmak, çok fazla ince ayar gerektirir.

Avrupa'nın 'birleşmeye giden yol haritasının bir parçası olarak, JET gibi projeler bu engellerin ortadan kaldırılmasında kilit bir rol oynuyor.

ITER adlı uluslararası bir iş birliği, dünyanın gördüğü en büyük tokamak'ı güney Fransa'da inşa ediyor. Bu, sadece 50 megavatlık ilk ısıtmanın sonunda 500 megavatlık bir güç üretebilecek bir tokamak.

Füzyon üzerine yapılan araştırmaların çoğu çekirdeğinde tek bir proton (protium olarak adlandırılır) bulunan ya da bir proton ve bir nötron (döteryum olarak adlandırılır) bulunan hidrojenin yaygın biçimlerini kullanır.

Füzyon reaktöründe bir patlama elde etmek için, bir tane daha nötron taşıyan daha da kıt bir kaynak olan trityum adı verilen bir hidrojen formu kullanılır.

ITER, 2035 yılına kadar trityum ve döteryum kombinasyonları ile deneyler yapmayı ve tükettiklerinden daha fazla enerji açığa çıkaracak, kendi kendine devam eden plazma reaksiyonlarını gerçekleştirmeyi amaçlıyor.

JET, bu malzemelerin her ikisini de kullanabilen bir tokamak olarak öne çıkıyor ve araştırmacıların benzersiz nükleer özelliklerini anlama konusunda iyi bir başlangıç ​​yapmalarını sağlıyor.

1997'de proje, ortalama 5 saniyede 4,4 megawatt'lık bir güce eşdeğer olan serbest bırakılan nötronlar biçiminde enerji çıkışında bir rekor kırdı.

O zamandan beri, karbon astarın tungsten ve berilyum karışımıyla değiştirilmesi de dahil olmak üzere tasarımlarla uğraşıyorlar. Yeni malzeme daha esnek olmasına ve karbonun yapabileceği şekillerde bir hidrojen süngeri gibi davranmamasına rağmen, plazmanın hareketini etkiliyor.

Son olarak, çok sayıda modellemeden sonra, deneyler, bu güçlü hidrojen izotop ikilisinden enerji üretimine ilişkin yeni sınırların tahminlerini doğrulayarak, 59 mega jullük bir çıktıyla eski rekoru kırdı.

Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü'nden fizikçi Athina Kappatou, "Son deneylerde, ITER benzeri koşullar altında bile önemli ölçüde daha fazla enerji yaratabileceğimizi kanıtlamak istedik" diyor.

Enerji üretimi bittiğinde, tokamak'ın çalkalanan plazma döngüsünden salınan nötron fazlası, nükleer fisyon yoluyla daha hazır bir trityum kaynağı sağlamak için parçalanacak olan ince bir lityum tabakasına yönlendirilebilir.

Neyse ki, dünyanın dört bir yanındaki tesisler, yavaş yavaş sayısız sorunun üstesinden gelmenin yollarını buluyor, sıcaklıkları yükseltiyor ve daha uzun reaksiyon sürelerini nasıl sürdüreceklerini araştırıyor.