Güneş enerjisi ve hidrojen temelli yakıt kaynağı gibi fosil olmayan yakıtlara günümüzde var olan ilgi artarken ve belki de mecburiyet varken alternatif bir enerji kaynağı olarak da nükleer füzyon uzun zamandır araştırmacıların gündeminde. Nükleer füzyon teorik olarak sonsuz bir temiz enerji kaynağı olabilir. Çünkü bilim insanları Güneş’in çekirdeğindeki koşulları temel olarak yeniden üretme yolunda çalışıyorlar. MIT Plazma Bilimi ve Füzyon Merkezi’nden araştırmacılar nükleer füzyonlu bir geleceğe giden uzun yolda önemli bir kilometre taşını geçtiler. Bir füzyon aygıtında oluşturulan şimdiye kadar ki en büyük basınç altında plazmayı oluşturdular.
Nükleer füzyonda, atomların çekirdeği temel olarak onların doğal iticiliğine rağmen bir arada kalacak şekildedir. Onlar kaynaştığında yani füzyona uğradığında, muazzam miktarlarda enerjiyi de serbest bırakırlar. Bu muazzam miktarlardaki enerji hidrojen moleküllerinin Güneş’in çekirdeğinde helyum oluşturmak için birleşmesinde olduğu gibi çok büyük enerji miktarlarına karşılık gelebilir.
Dünya üzerinde kontrollü bir nükleer füzyonu yapmak için gaz ilk olarak plazma oluşturmak için süper-sıcak sıcaklıklara ısıtılır. Plazma eş zamanlı olarak onu kararlı tutmak amacıyla yoğun basınç altında tutulur ve bir elektromanyetik alan tarafından kontrol edilir.
Araştırmacılar nükleer füzyon denemelerini tokamak adı verilen makinelerde yaparlar. Çin’in Deneysel İleri Süperiletken Tokamağı buna bir örnektir ve füzyon reaktörleri için gerekli olan şiddetli sıcaklıkları oluşturur. MIT’den araştırmacılar ise 23 yıldır üzerinde çalışılan Alcator C-Mod adı verilen bir tokamak kullanıyorlar. Bu tokamak ile araştırmacılar 2.05 atmosfer basınca denk gelen basınç altında plazmayı tutabildiklerini duyurdular. 2005 yılında bu basınç 1.77 atmosferdi.
MIT’nin web sitesindeki [1] habere göre Alcator C-Mod Dünya’nın manyetik alanının 160 bin katı bir değer olan 8 Teslaya kadar manyetik alan üretebilir. Ancak bu habere konu olan söz konusu deneyde makine 5.7 Teslaya ulaştı. Nükleer füzyon dışında yarıiletken teknoloji çalışmalarında 50 Tesla üzeri deneysel mıknatıslar mevcut ama füzyon çalışmaları için kullanılan tokamak deneysel sistemi ile diğer sistem arasında farklılıklar var. Bu manyetik alan tokamaklarda plazmanın daha iyi tutulması aslında kontrolü için kullanılmaktadır. Diğer taraftan Alcator C-Mod tokamağında sıcaklık Güneş’in çekirdeğindeki sıcaklığın yaklaşık iki katı kadar yani 35 milyon santigrat derecenin üzerine ulaşabildi. Bu saniyede 300 trilyon füzyon reaksiyonun üretilmesi ve 4 milyon Watt gücün sağlanması demektir. Tüm bu bahsettiklerimiz 1 metreküplük bir haznenin içinde olmaktadır! Bir elbise dolabından daha büyük değil. 1993 yılında Princeton’daki TFTR reaktörü Güneş’in çekirdek sıcaklığından 30 kat fazla bir sıcaklığa ulaşabilmiş olsa da elde ettiği güç 1.7 milyon Watt’tı. Alcator C-Mod ile ilk defa plazma basıncın 2 atmosfer basıncına ulaşılmış olmasıyla enerjide büyük bir artışın olması önemli bir adım oldu nükleer füzyon enerjisi araştırmalarında. Çünkü basıncın yükselmesi nükleer füzyondan enerji üretilmesinde önemli bir araç. Basıncın artmasıyla üretilen enerjinin de artan basıncın karesiyle artması beklenir.
Bu yeni rekor ise Alcator C-Mod’un son çalışma gününde geldi. Çünkü ABD hükümeti tarafından bu projeye olan söz konusu destek kesilmiş.
Alcator C-Mod’un nasıl çalıştığını görmek ve daha fazla bilgi için aşağıdaki Alcator C-Mod’a ait 360 derece videoyu izleyebilirsiniz:
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Referanslar:
-
http://news.mit.edu/2016/alcator-c-mod-tokamak-nuclear-fusion-world-record-1014
https://en.wikipedia.org/wiki/Tokamak
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nucene/fusmag.html
Görsel: Bob Mumgaard/Plasma Science and Fusion Center
Başka bir yazı. Kömürden Daha Ucuz Füzyon Enerji Teknolojisi.
