Bilim insanları, neredeyse 10 katrilyon vat’tan fazla enerji üretimi yapabilen bir nükleer füzyon oluşturmak istediler bunun için de alışılmadık bir yöntem kullandılar. Bu rekor kıracak büyüklükteki enerji; dünyanın en büyük lazerlerinden gelen yoğun ışık huzmelerini küçük bir hidrojen peletine ateşleyerek oluşturuldu.
Kuzey Kaliforniya’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, Ulusal Ateşleme Tesisi’nde (NIF) [1]192 dev lazeri bezelye büyüklüğünde bir pelet üzerine odakladıklarını söylediler. (Pelet, sıkıştırılmış organik madde veya biyokütleden yapılan biyoyakıtlardır.)
Bunun sonucunda, saniyenin 100 trilyonda biri -yani kabaca; her an Dünya’ya çarpan güneş ışığının enerjisinin yüzde 10’u ve peletlerin lazerlerden emdiği enerjinin yaklaşık yüzde 70’i- kadar bir enerji ortaya çıkmıştır. Bilim insanları bir gün, peletin ateşleme noktasında tuttuğu enerjinin %100’üne veya daha fazlasına ulaşmayı umuyorlar.
Bu füzyon sayesinde oluşan enerji verimi, bilim insanlarının beklediğinden çok daha büyük ve Şubat ayında belirledikleri 170 kilojullük bir önceki rekordan çok daha yüksek.
Araştırmacılar bu deneyin sonucunda, NIF’in temel görevi olan nükleer füzyon siIahIarı araştırmalarının gücünün artabileceğini ve nükleer füzyondan enerji elde etmenin yeni yollarına ulaşabileceklerini düşünüyorlar. Bazı bilim insanları ise, nükleer füzyonun bir gün Dünya’da enerji üretmek için nispeten daha güvenli ve sürdürülebilir bir yöntem olabileceğini öngörüyor.
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı direktörü Kim Budil yaptığı açıklamada, “Bu sonuç, atalet hapsi füzyon (ICF ) [2]araştırmaları için ileriye dönük atılmış tarihi bir adımdır, keşif ve kritik ulusal güvenlik misyonlarımızın ilerlemesi için temelde yeni bir düzen getirir.” diye aktarmaktadır.
DEV LAZERLER
Modern nükleer santraller, uranyum ve plütonyum gibi ağır element çekirdeklerini daha hafif çekirdeklere böIerek enerji üreten nükleer fisyon kullanır. Ancak yıldızlar, daha ağır elementler yapmak için daha hafif çekirdekleri bir araya getirme süreci olan nükleer füzyondan daha da fazla enerji üretebilir.
Yıldızlar, karbon ve oksijen de dahil olmak üzere birçok farklı elementi kaynaştırıp enerji üretebilir ancak ana enerji kaynakları içlerindeki hidrojenin helyuma dönüşmesidir. Yıldızlar çok büyüktür ve çok güçlü yerçekimine sahiplerdir, yıldızın içindeki füzyon süreci de bu sebeple çok yüksek basınçlarda gerçekleşir.
Dünyadaki çoğu ulusa baktığımızda -Fransa’da inşa edilen dev ITER projesi gibi-, güçlü manyetik alanlar içinde sıcak, nötron-ağır hidrojenden oluşan ince bir plazmayı sınırlamak için “tokamak” [3]adı verilen bir füzyondan enerji üretmeye çalıştıklarını görmekteyiz.
Bilim insanları ve mühendisler, 60 yıldan fazla bir süredir tokamaklarda sürdürülebilir nükleer füzyon elde etmek için çalıştılar ancak istedikleri sonuca henüz ulaşamadılar. Bunun yanında, WordsSideKick sitesinin daha önce bildirdiği gibi, bazı araştırmacılar birkaç yıl içinde tokamaklarda füzyonu sürdürebileceklerini düşünüyorlar. (ITER’in bunu 2035’ten sonra yapması öngörülmemektedir.)
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda geliştirilen yöntem, tokamak kullanmadan nükleer füzyon elde etmenin birkaç yolundan biridir. Ancak NFI bunun yerine, lazer ışınlarını 10 metre genişliğinde ve küre biçimindeki bir metal olan “hedef odası”ndaki hidrojen yakıt peletlerine odaklamak için üç futbol sahası büyüklüğünde bir dizi lazer ışığı amplifikatörü kullanır. Bu lazerler, 4 megajoule kadar enerji üretebilen dünyanın en güçlü lazerleridir.
Yöntem başlangıçta, bilim insanlarının hidrojen bombaları olarak adlandırılan termonükleer siIahIardaki hidrojenin davranışını inceleyebilmeleri için tasarlandı, ancak daha sonra bilim insanları, nükleer füzyondan enerji üretmek için de kullanılabileceğini düşündüler.
FÜZYON GÜCÜ
Her ne kadar NIF projesi bir füzyon santralinde kullanılamasa da -NIF projesi lazerleri günde yalnızca bir kez ateşleyebilirken, bir elektrik santralinin her saniyede birkaç yakıt peletini buharlaştırması gerekmektedir- süreci değiştirme ihtimali bulunmaktadır bu sebeple ticari olarak kullanılabilir.
Stanford Üniversitesi’ndeki SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı[4]‘ndan daha önce Livermore tesisinde çalışan ancak yeni araştırmaya dahil olmayan plazma fizikçisi Siegfried Glenzer, The New York Times’a SLAC’deki bilim insanlarının çok daha hızlı ateş eden ancak daha düşük enerji gerektiren bir lazer sistemi üzerinde çalıştıklarını söyledi.
Glenzer, son yıllarda güneş enerjisi ve diğer teknolojilerin hakim olduğu fosil yakıtların yerini nükleer füzyondan elde edilen enerjinin alacağını umuyor. Times makalesinde sera gazı karbondioksitine atıfta bulunarak, “Gezegende CO2 salmayan bir enerji kaynağı elde etmek bizim için çok umut verici” dedi.
Eskiden Washington DC’deki Deniz Araştırma Laboratuvarı’nda lazer plazma araştırmalarına başkanlık eden, ancak şimdi emekli olan fizikçi Stephen Bodner, NIF’nin tasarımının bazı ayrıntılarını eleştiriyor. Ancak, peletin “ateşlenmesine” yani çok fazla enerji üretimi noktasına ulaşmasına şaşırdığını itiraf ediyor. Bodner Times’a verdiği demeçte, “Ateşleme ve güçlü enerji üretimi hedeflerine oldukça yaklaştılar,” dedi.
Bodner farklı bir tasarımı tercih etse de, yapılmakta olan lazer füzyon projesi için; “Şūphe duyan kişilere lazer füzyon konseptinin kullanımında yanlış bir şey olmadığını göstermesi bakımından önemli” dedi. Ve “ABD’nin büyük bir lazer füzyon enerjisi programı ile ilerleme zamanı geldi.” diye de ekledi.
- [1] The National Ignition Facility(NIF)
- [2] Inertial confinement fusion
- [3] Plazmanın kapalı manyetik alan bölgesi içinde hapsedilmeye çalışıldığı bir plazma tutucu sistemdir.
- [4] SLAC National Accelerator Laboratory
Nazlıcan YETİMASLAN
