ABD’de bir bilim enstitüsü, nükleer füzyon araştırmalarında uzun müddettir elde edilmeye çalışılan bir gelişmenin eşiğinde.
Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF), hidrojen yakınıtını ısıtıp, sıkıştırarak füzyon başlatmak için güçlü bir lazer kullanıyor.
Yapılan bir deney, füzyon tarafından salınan gücün, lazerin ilettiğinden daha fazla olduğu “ateşleme” hedefine ulaşmanın çok yakın olduğunu gösteriyor.
Güneşe gücünü veren süreç olan füzyondan güç elde etmek, sınırsız, pak bir güç kaynağı sağlayabilir.
Süreç atalet mahpusu füzyonu olarak biliniyor. Deneyde, NIF’te dünyanın en büyüğü olan 192 adet lazer ışını, karabiber tohumu büyüklüğündeki kapsüllere yönlendiriliyor. Kapsüllerin içinde de, hidrojenin farklı formları olan döteryum ve trityum bulunuyor.
Lazerler, bu yakıtı kurşunun 100 katı yoğunluğunda sıkıştırıyor ve sıcaklığını güneşin merkezinden daha büyük bir sıcaklık olan 100 milyon dereceye çıkartıyor. Bu şartlar da termonüklear füzyonun başlamasına yardımcı oluyor.
8 Ağustos’ta yapılan deneyde, 1,35 megajul (MJ) güç elde edildi. Bu, yakıt kapsülüne yöneltilen gücün yüzde 70’i.
Ateşlemeye ulaşılması, lazerin kullandığı 1,9 MJ güçten daha büyük güç elde etmek manasına geliyor.
NIF’in bulunduğu Lawrence Livermore Ulusal Laboratuarı’ndan Debbi Callahan, “Bu füzyon için büyük bir ilerleme” dedi.
Kaydedilen ilerleme, NIF’in ilkahar aylarında yaptığı deneydekinin 8, 2018’de yapılan deneylerin de 25 katı.
Imperial College London’daki Atalet Füzyon Çalışmaları Merkezi Yöneticisi Prof. Jeremmy Chittenden “Enerji üretimindeki gelişme çabuk oldu. Yakında öteki dönüm noktalarına da ulaşılabilir. Süreci başlatmak için lazerlerin kullandığı güçten daha birçoklarının elde edilmesi gibi” diye konuştu.
NIF’teki bilim insanları, füzyon yansımalarının daha fazla füzyon için ısıyı sağladığı “plazma yakmanın” da başarıldığına inanıyor. Bu, sürecin kendisini sürdürülebilir hale gelmesi için yaşamsal değerde.
Dr. Callahan, “Kendi kendini sürdürülebilir yanma, yüksek güç elde etmek için çok değerli. Yanma yüksek yoğunluklu yakıta geçmeli ki, çok fazla füzyon gücü açığa çıkabilsin” diye açıklıyor:
“Bu deneyde bunun olduğuna inanıyoruz fakat sonucu tam olarak anlayabilmek için hala tahliller ve simülasyonlar yapıyoruz.”
Dr. Callahan bir sonraki adımın deneyleri tekrarlamak olduğunu söylüyor:
“Bu deneysel bilimin temel taşı. Ne kadar tekrar üretilebilir ve sonuçların küçük değişikliklere karşı ne kadar hassas olduğunu anlamamız gerekiyor.”
Prof. Chittenden da deneyi, “Açığa çıkartılan megajul güç, füzyon manasında etkileyici seviyede. Fakat pratikte bir su ısıtıcısında su kaynatmaya yetecek kadar” diye açıklıyor.
Chittenden ayrıyeten “Çok daha yüksek seviyede füzyon güçleri, yakıtı ne kadar bir ortada tutup, daha çocuğunun yanabilmesini nasıl sağlayabileceğimizi çözebilirsek elde edilebilir. Atalet mahpusu füzyonunda yeni ufuk da bu olacak” diyor.
Mevcut nükleer güç, fizyon ismi verilen bir sürece dayanıyor. Bu süreçte ağır kimyasal element, daha hafiflerini üretmek için ayrılıyor. Füzyonda ise iki hafif element daha ağırını oluşturmak için birleştiriliyor.
Ulusal Ateşleme Tesisi’nin inşası 1997’de başladı ve 2009’da tamamlandı. Lazerlerin gücünü test etmek için yapılan birinci deneyler ise Ekim 2010’da başladı.
NIF’in bir başka fonksiyonu de ABD’nin nükleer silah stoğunun güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamak. Tesisteki dev lazerleri füzyon için kullanmak isteyen uzmanlar, ulusal güvenlik için yapılan deneyler yüzünden bazen vakit bulamıyor.
NIF dünyada füzyon araştırmaları yapan birkaç projeden biri. Fransa’da da üretimi süren birkaç milyar euroluk Iter tesisi var.
Iter, lazerle yapılan füzyonda NIF’e nazaran farklı bir yaklaşım benimseyecek. Güney Fransa’daki tesiste, elektrik yüklü gaz olan sıcak plazma içeren manyetik alanlar kullanılacak. Bu kavram da manyetik mahpusu füzyonu olarak biliniyor.
Lakin, şebekeye alınacak biçimde ticari açıdan kârlı güç üretimi için dev bir adım daha atılması gerekiyor.
Prof. Chittenden, “Bu konsepti yenilenebilir güç kaynağına çevirmek uzun bir süreç olacak ve değerli teknik zorlukların aşılması gerekecek. Bunlar ortasında istikrarlı bir güç kaynağı üretmek için bu deneyi saniyede bir iki defa tekrarlamak da var” diyor.