Nükleer enerjinin günümüzdeki kullanım şekli, uranyum yakıtının atom çekirdeklerinin parçalanması (fisyon) ile elektrik üretimine dayanıyor. Bu yöntem, karbon salınımı yapmamakla birlikte, tehlikeli radyoaktif atık üretmesi nedeniyle bazı endişeleri beraberinde getiriyor. Bilim dünyası, bu soruna çözüm bulmak amacıyla uzun süredir nükleer füzyon üzerinde çalışıyor.
Füzyon, Güneş’in içindeki süreçlerden biri olarak, hidrojen çekirdeklerinin yüksek sıcaklık ve basınç altında birleşip helyuma dönüşmesi sonucunda büyük miktarda enerji açığa çıkarıyor. Bu yöntem, karbonsuz ve temiz bir enerji kaynağı sunmasının yanı sıra, fisyon sistemlerine göre çok daha az radyoaktif atık üretiyor.
Bununla birlikte, nükleer füzyon teknolojisi henüz deneysel aşamada kalıyor. Bilim insanları, ağırlıklı olarak plazmayı manyetik alanla “halka” halinde tutan tokamak reaktörleri üzerinde yoğunlaşmış durumda.
Tokamakların yanı sıra, çok daha karmaşık bir yapıya sahip olan “stellarator” tipi reaktörler de önemli bir alternatif olarak öne çıkıyor.
DÜNYA REKORU
Almanya’da bulunan Wendelstein 7-X adlı stellarator reaktörü, nükleer füzyon alanında yeni bir dünya rekoru kırmayı başardı. Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü tarafından yürütülen bir deneyde, bu gelişmiş reaktör 43 saniye boyunca kararlı bir plazma reaksiyonu sürdürebildi.
Bu rekor, sadece stellarator’lar için değil, tokamaklar dahil tüm füzyon reaktörleri arasında en uzun plazma sürelerinden biri olarak kaydedildi. Daha önce Japonya’daki JT60U tokamakı ve İngiltere’deki JET tokamakı da rekorlar elde etmişti.
Wendelstein 7-X’in ulaştığı bu başarı, bilimsel camiada son derece değerli bir hedef olan “üçlü çarpım (triple product)” düzeyini tokamak seviyelerine taşıdı.
Bu üç kritik faktör şunlardır:
– Plazmadaki iyon yoğunluğu
– İyonların sıcaklığı
– Enerjinin plazmada hapsolma süresi (ısı yalıtımı süresi)
43 saniyelik deney süresinde, bu parametreler, füzyon teknolojisinin ticari üretime geçiş için gerekli eşiğe daha önce hiç olmadığı kadar yaklaştı.
30 MİLYON DERECE
Bu önemli başarı, birçok ülkenin iş birliği sayesinde elde edildi. ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı, reaktöre özel bir yakıt enjektörü geliştirdi. İspanya’daki CIEMAT ve Macaristan’daki HUN-REN Enerji Araştırma Merkezi de sürece katkıda bulundu.
Reaktör, 43 saniye boyunca dondurulmuş hidrojen iyonlarından oluşan 90 adet pelet ile beslenmeye alındı. Plazma, mikrodalga ısıtma yöntemiyle 30 milyon dereceye kadar ısıtıldı. Bu işlem, füzyon için en etkili ısıtma yöntemi olan “elektron siklotron rezonansı” ile gerçekleştirildi.
Pelet enjektörü, otomatik atım frekanslarıyla programlanarak çalıştırıldı; bu da füzyon tarihinde bir ilk olarak dikkat çekiyor.
“BİR DÖNÜM NOKTASI”
Max Planck Enstitüsü’nden Prof. Dr. Thomas Klinger, bu gelişmeyi şu sözlerle değerlendirdi:
“Yeni rekor, uluslararası ekip için muazzam bir başarı. Wendelstein 7-X’in potansiyelini etkileyici bir şekilde ortaya koyuyor. Uzun süreli plazmalarda üçlü çarpımı tokamak seviyelerine çıkarabilmek, ticari enerji üretimine uygun bir stellarator geliştirme aşamasında önemli bir kilometre taşıdır.”
Bu rekor, insanlığın temiz, sürdürülebilir ve güvenli enerjiye ulaşma hedefine bir adım daha atmasını sağlıyor. Bununla birlikte, uzmanın görüşüne göre, füzyon teknolojisinin kullanılabilir ve ticari seviyeye gelmesi için hala önemli aşamaların geçilmesi gerekiyor.
