‘Yapay Güneş’ denemeleri yapan Çin ve İngiltere nükleer füzyonla enerji üretme peşinde

24 Aralık 2021

Fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmak ve düşük karbonlu enerji üretmek için on yıllardır çalışan bilim insanları nükleer füzyon deneyleri ile dünyada “yapay güneş” yaratarak çözüm arıyor.

Bilim insanları hidrojen gaz bulutuna 140 bin amper elektrik göndererek hidrojen atomlarını birleştirmeye ve füzyonla helyum yaratmaya çalışıyor. Bu füzyon güneşi bir arada tutan güç.

Böyle bir deneyin dünyayı güneş sisteminin yeni güneşi yapmayacağı, ancak ucuz ve temiz enerjinin önünü açabileceği belirtiliyor. Bilim insanlarının önündeki zorluk bunu güvenli şekilde yapabilecek yöntemi bulmak.

Çin yeni bir deney yürüttüğünü açıkladı

Çin’in Hefei Fiziksel Bilimler Enstitüsü nükleer füzyon için yalnızca atom ayrıştırmanın ötesine geçerek çekirdekleri bileştirerek güç yaratan yöntemler peşinde. Başka bir deyişle bilim insanları “güneşi bir kutucuğa sığdırmak” için uğraşıyor.

Hefei’deki bilim insanları İleri Süperiletken Tokamak Deneyi ile “yapay güneş” yani güneş kadar yüksek ve sürekli sıcaklık yaratmaya çalışıyor. Bu kapsamda yeni bir deney gerçekleştirildi.

Bu deneylerin üretildiği tokamak adlı halka şeklindeki makineler için 900 milyon dolara yakın yatırım yapıldı. Tokamak aşırı yüksek sıcaklıklarda hidrojen izotoplarını kaynatarak plazmaya dönüştürüyor ve birleştirerek enerji açığa çıkmasını sağlıyor.

1958’den bu yana füzyon araştırmaları yürüten Çin şu aşamada rekabetten çok uluslararası işbirliğinin önemli olduğunu vurguluyor. Çin, Fransa’da inşa edilmekte olan “dev” nükleer füzyon projesi ITER’in üyesi. Fransa’da inşa halindeki projenin 10 milyar euroluk bütçesi bulunuyor.

Çin’in bu projedeki sorumluluğu ITER’in manyetik tutma ve 100 milyon derece Celsius’e kadar dayanıklı olması için gereken bileşenleri üretmek. 2025 yılında ilk plazmayı üretmeyi planlayan ITER 50 megavat güçle 500 megavat enerji üretecek bir örnek reaktör inşa etmeyi planlıyor.

İngiltere’deki bir firma bu teknolojiyi geliştirmek için zamana karşı yarışıyor

İngiltere’de ise bir özel firma aynı teknolojiyi geliştirmek için zamana karşı yarışıyor. Oxford kenti yakınlarındaki Tokamak Energy adlı firma nükleer reaktöründeki sıcaklığı 50 milyon dereceye kadar yükseltebiliyor. Bu sıcaklık Güneş’in merkezindeki sıcaklığın tam iki katı.

Akıllara durgunluk veren bu sıcaklığı elde eden firmanın deneylerinde bir sonraki hedef, nükleer füzyonun tükettiğinden daha fazla enerji üretip üretmediğini anlamak.

Nükleer füzyon tehlikeli mi?

Çernobil ve Fukuşima’daki nükleer felaketler, çok yüksek sıcaklıkların üretildiği nükleer füzyonun tehlikeli olup olmadığı sorusunu akla getiriyor.

Bilim insanları nükleer fizyon ile füzyonun farklı şeyler olduğunu vurguluyor. Fizyon yanma, bölünme, parçalanma; füzyon ise erime, birleşme anlamına geliyor.

Nükleer füzyon deneylerinin yürütüldüğü tesis

Plazmanın birleşebilmesi için güneş ısısının 10 katına kadar ısıtılması gerekiyor ve bu şekilde iki hidrojen çekirdeği bir helyum çekirdeğine dönüşüyor.

Füzyon işlemi tokamakta gerçekleşiyor. Bu makine dokunduğu herşeyi eritecek kadar ısıtılmış plazmanın uçlara değmesine engel oluyor. Füzyon reaktöründe bir hata oluşması durumunda alet kendi kendini durduruyor bu nedenle aşırı sıcağın dışarı çıkması tehlikesi bulunmuyor.

Nükleer fizyonda ise enerji “ağır” bir atomun, ki genellikle uranyum kullanılıyor, ikiye bölünmesiyle enerj yaratıyor. Bu parçalanma süreci çok yüksek miktarda radyoaktif atık oluşturuyor ve bu yıllarca tehlike yaratabiliyor.

Füzyon, 1986 Çernobil faciasında olduğu gibi bir sızıntı da üretmiyor. Bu nedenle örneğin Tokamak Enerji’nin Didcot’taki tesisinde bir yasak bölge bulunmuyor.

Nükleer füzyon ne zaman kullanılabilir bir enerji kaynağı haline gelebilir?

Nükleer füzyon fosil yakıt yakılmasından çok daha fazla enerji açığa çıkarıyor ancak bilim insanları bu enerjinin günlük kullanıma ne zaman sunulabileceği sorusunun yanıtının bu deneylerin başarısına bağlı olduğunu belirtiyor.

Bu deneyler sonucu dünyada “yapay güneşlerin” yaratılabilmesi halinde füzyon enerji güneş, rüzgar ve dalga gibi diğer doğal kaynaklarla birlikte yeşil dönüşümün yolunu açabilir. Füzyon için gerekli hidrojenin de deniz suyundan elde edilebileceği belirtiliyor.

İngiliz bilim insanlarının son 50 yıldır üzerinde çalıştığı teknolojiye son dönemde hükümetlerin ciddi destek vermesi üzerine bu dönüşüm beklenenden daha hızlı gerçekleşebilir. İngiliz hükümeti geçen yıl Tokamak Energy’ye 10 milyon sterlin yatırım yaptı.

Bilim insanları nükleer füzyon, bir diğer değişle termonükleer enerji tesislerinin bir gün ulusal şebekeye bağlanarak evleri, sokakları aydınlatmasının hayalini kuruyor. Bu örneklerin çoğalarak bütün dünyaya yayılması umuluyor.