Füzyon reaksiyonu ilk defa tükettiğinden fazla enerji üretti

Füzyon reaksiyonu ilk defa tükettiğinden fazla enerji üretti

Bilim insanları, nükleer füzyonda reaksiyonu ateşlemek için kullanılan enerjiden daha fazla enerji üretmeyi başardı.

California’daki Ulusal Ateşleme Tesisi’nde (National Ignition Facility, NIF) bir dizi lazer ile, hidrojenin daha ağır biçimleri olan donmuş döteryum ve trityum topaklarını tutan küçük bir silindire 2,05 megajoule enerji ateşlendi. Böylelikle içindeki elementlerin kaynaşmasına neden olacak kadar yoğun sıcaklık ve basınç oluşturuldu. Saniyenin milyarda birinden daha kısa bir süre içerisinde eriyen atom çekirdekleri 3,15 megajoule enerji açığa çıkardı. Bu miktar, elementleri ısıtmak için kullanılandan yaklaşık yüzde 50 daha fazlaydı.

ABD Enerji Bakanı Jennifer Granholm verdiği demeçte, “Basitçe söylemek gerekirse, bu, 21. yüzyılın en etkileyici bilimsel başarılarından biri.” dedi.

Ancak elde edilen başarı, füzyonun artık kullanılabilir bir güç kaynağı olduğu anlamına gelmiyor. NIF’in reaksiyonu, atom çekirdeğini ısıtmak için kullanılan enerjiden daha fazlasını üretirken, reaktörün toplam enerji kullanımından daha fazlasını üretemedi. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı Müdürü Kim Budil’e göre, lazerlerin yaklaşık 2 megajul değerinde ışın enerjisi üretebilmesi için 300 megajul enerji gerekiyordu.

Buna rağmen, onlarca yıllık denemeden sonra, bilim insanları en nihayetinde füzyon alanında önemli bir başarıya imza atmış oldu. Lozan’daki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nde füzyon fizikçisi olan Ambrogio Fasoli, “Kulağa bilimkurgu hikayesi gibi geliyor ama denediler ve başardılar. Bu inanılmaz bir gelişme.” diyor.

Rochester Üniversitesi’nde lazer güdümlü nükleer füzyon uzmanı olan fizikçi Riccardo Betti, füzyon ateşlemesinin zorluğunu motor içerisinde ateşlenen benzine benzetiyor. Az miktarda benzin hava ile karışıyor ve ardından bir kıvılcımla tutuşuyor. Kıvılcımın ise tek yapması gereken benzin-hava karışımının küçük bir kısmını tutuşturmak. Bu küçük parça tutuşursa, açığa çıkardığı enerji yakıtın geri kalanını tutuşturmak için yeterli oluyor.

Serbest bırakılan enerji açısından, nükleer reaksiyonlar, kimyasal reaksiyonlardan kabaca bir milyon kat daha fazla etki yaratıyor. Geçmiş füzyon deneylerinde, gerekli tutuşmanın oluşması için doğru sıcaklıklara veya yeterli basınç seviyelerine veya doğru plazma hapsetme sürelerine ulaşılmış olabilir, ancak tüm bu faktörler aynı anda elde edilememişti. Betti, “Temelde kıvılcım oluştu, ancak yeterince güçlü değildi.” diyor.

NIF’in elde ettiği başarıya rağmen, bu tarz bir füzyon reaktörünü ticarileştirmek kolay olmayacak. Rochester Üniversitesi fizikçisi Betti, böyle bir reaktörün kendi enerji kullanımını karşılamak ve şebekeye güç sağlamak için lazerlerinin yaydığından 50 ila 100 kat daha fazla enerji üretmesi gerektiğini söylüyor. Ayrıca süreç boyunca saniyede 10 kapsülü buharlaştırması gerekiyor. Ancak yakıt kapsüllerini üretmek son derece pahalıya mal oluyor.

Bu çalışmanın ne zaman enerji üretiminde yeni bir kaynak haline geleceğini söyleyebilmek şu aşamada zor. Ancak araştırmacılar, uygulanabilir ve kullanımı yaygınlaştırılabilir hale geldiğinde bu teknolojinin yeşil enerji üretiminde büyük bir fark yaratacağına inanıyor.

Fasoli, “Karmaşık görünen işlemleri nasıl başarıyla yerine getirdiğimizi insanlık tarihinden örneklerle biliyoruz. Aya gitmek de karmaşık olarak görülüyordu ama gitmeyi başardık. Füzyonda da başarıya ulaşmak kolay olmayacak. Ancak imkânsız da değil.” diyor.