Nükleer füzyon düşük emisyonlu bir teknoloji haline gelebilir. Artık Avrupalı araştırmacılar bir dünya rekoruna imza attılar.
Avrupa nükleer füzyon tesisi “Jet” enerji üretiminde dünya rekoru kırdı. Münih yakınlarındaki Garching'deki Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü (IPP), Büyük Britanya'daki Ortak Avrupa Torus (Jet) tesisinin 0,2 miligram yakıttan 69 megajul enerji ürettiğini söyledi. Bu, bir füzyon deneyinde şimdiye kadar elde edilen en büyük enerji miktarıdır.
Projede yer alan IPP, “Aynı miktarda enerji üretmek için yaklaşık on milyon kat daha fazla enerji üretmek için yaklaşık iki kilogram linyit gerekirdi” diye yazıyor. Ancak bu kayıtta bile pozitif enerji dengesi yoktu. IPP'den Athina Kappatou, çıkan enerjinin yaklaşık üç katı kadar enerjinin harcandığını söyledi. “Jet” füzyon tesisinde Almanya ve İngiltere'nin yanı sıra çok sayıda Avrupa ülkesi de yer alıyor. Amaç, füzyon enerji santrallerinin inşasına ilişkin temel bilgiler edinmektir.
Prensip basittir: Güneşte olduğu gibi, yüksek ısıya maruz kaldığında hidrojen atomları helyuma dönüşür. Güneşin açığa çıkardığı enerji dünyaya ışık ve ısı sağlar. Füzyon enerji santrali de enerji sağlayacak. Atomların parçalandığı nükleer santrallerdeki kadar yıkıcı kazaların yaşanması mümkün değildir. Füzyon sistemlerinde bir arıza olması durumunda sıcaklık düşecek ve reaksiyon duracaktır.
Son derece yüksek sıcaklıklar gerekli
Pratikte enerji üretimi karmaşıktır: Hidrojen izotopları olarak adlandırılan, farklı ağırlıklara sahip hidrojen atomlarına dayanır. Jette hidrojen izotopları döteryum ve trityum aşırı sıcak bir plazmaya ısıtılır. Atomun bileşenleri, yani pozitif yüklü çekirdekler ve negatif yüklü elektronlar birbirinden ayrılır. Yükler nedeniyle plazma, çok güçlü bir manyetik alanla halka şeklindeki bir reaktörde asılı tutulabilir. Bu, kabın duvarlarına temas etmemesi ve soğumaması açısından önemlidir. Plazmanın merkezindeki sıcaklık 150 milyon derece civarında olabiliyor.
Video | İklim değişikliği hâlâ durdurulabilir mi?
Kaynak: t-online
Pozitif yüklü iki atom çekirdeğinin itme ve kaynaşmalarının üstesinden gelmek için yeterli enerjiye sahip olması için aşırı yüksek sıcaklıklar gereklidir. Füzyon sırasında çok fazla enerji içeren nötr parçacıklar (nötronlar) açığa çıkar. Bunun amacı füzyon santralinde suyu ısıtarak buharın diğer birçok santralde olduğu gibi türbini – elektrik üretimini çalıştırabilmesidir.
IPP, “Aslında Jet ve dünya çapındaki diğer mevcut manyetik füzyon deneyleriyle 'enerji kazanımı' fiziksel olarak mümkün değil” diye yazıyor. “Bu füzyon sistemlerinin pozitif enerji dengesine sahip olması için belli bir büyüklüğü aşmaları gerekiyor.” Bu durum yalnızca Güney Fransa'da inşaatı devam eden “Iter” (Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör) tesisi için geçerlidir. Katılanlar arasında Çin, AB, Rusya ve ABD yer alıyor.
Nükleer füzyon kısa vadede çözüm değil
Jet dünya rekoru 3 Ekim 2023'te kırıldı. Bu, jetin 2021'de belirlenen 59 megajul rekorunu aştığı anlamına geliyor. Kappatou, mevcut rekorun bir yan ürün olduğunu ve planlanmadığını açıkladı. Daha çok “Iter” için önemli olan çeşitli soruları yanıtlamakla ilgiliydi.
IPP'ye göre rekor deneyi Jet'teki son deneylerden biriydi. Kırk yıl sonra operasyonlar 2023'ün sonunda sona erdi. Kappatou, “Ancak araştırmacılara yönelik çalışmalar devam ediyor” dedi. “Jet” tarafından toplanan veri zenginliği onları gelecek yıllarda meşgul edecek. Ayrıca plazmanın iç duvar malzemesiyle nasıl reaksiyona girdiğini de araştırıyoruz.
“Iter” aynı zamanda bir araştırma tesisi haline gelecek. Kappatou'ya göre nükleer füzyon mevcut enerji sorunlarına çözüm olmaktan çok uzak. “Fakat engellerin ne olduğunu biliyoruz. Bunlar çözülebilir. Füzyon çözülemez bir sorun değil” dedi.
Gösteri santrali gelecek
Kappatou, “Fikir şu ki, onlarca yıl içinde elektriğin nasıl üretilip şebekeye beslenebileceğini gösteren bir gösteri enerji santraline sahip olacağız” dedi. “Bu, kullanılabilir elektrik üretecek, ancak belki de henüz bütün bir şehrin ihtiyaç duyduğu çıktıyı sağlayamayacaktır.” Bu işe yarar olmaz, özel şirketlerin “bugünün enerji santrallerine benzer miktarlarda üretim yapabilecek” daha büyük tesisler planlayıp inşa etmesi beklenebilir.
2022 yılı sonunda ABD'li araştırmacılar, bir füzyon tesisinde lazerler kullanarak enerji elde ettiklerini duyurdular: Kaliforniya'daki Ulusal Ateşleme Tesisi'nde (Nif) yapılan deneyde -araştırmalarda alışılageldiği gibi- sadece plazmanın enerji dengesi hesaplandı. verildi. Bu, lazerlere ne kadar akımın aktığını hesaba katmaz. O zamanki bilgilere göre, ABD tesisi iki megajoule lazer enerjisi sağlamak için yaklaşık 300 megajoule enerjiye ihtiyaç duyuyordu ve bu da üç megajoule füzyon verimi üretiyordu.