ABD’li bilim adamları, potansiyel olarak neredeyse sınırsız enerji kaynağı sağlayabilecek bir süreci mükemmelleştirme girişimlerinde önemli bir dönüm noktasına ulaştılar. Nükleer füzyon, fosil yakıtlara dayanmıyor veya zararlı sera gazları üretmiyor, bu nedenle iklim değişikliğiyle mücadeleye de yardımcı olabilir.
Nükleer füzyon nedir?
Nükleer füzyon, Güneş’e enerjisini veren süreçtir. 50’den fazla ülkeden bilim adamları, 1960’lardan beri onu Dünya’da yeniden yaratmaya çalışıyorlar.
Sonunda dünya için büyük miktarlarda temiz enerji sağlayabileceğini umuyorlar.
Nükleer füzyonda, atom adı verilen küçük parçacık çiftleri ısıtılır ve daha ağır olanı oluşturmak için birlikte zorlanır.
Ağır atomların parçalandığı nükleer fisyonun tam tersidir. Nükleer santraller şu anda elektrik üretmek için nükleer fisyon kullanıyor.
Nükleer füzyon neden bu kadar önemli?
Nükleer fisyon, tehlikeli olabilecek ve güvenli bir şekilde – potansiyel olarak yüzlerce yıl – saklanması gereken çok sayıda radyoaktif atık üretir.
Nükleer füzyonla üretilen atık daha az radyoaktiftir ve çok daha hızlı bozunur.
Nükleer füzyon, petrol veya gaz gibi fosil yakıtlara ihtiyaç duymaz. Ayrıca Güneş’in ısısını hapseden ve iklim değişikliğinden sorumlu olan sera gazları üretmez.
Füzyon deneylerinin çoğu, deniz suyu ve lityumdan ucuza çıkarılabilen hidrojen kullanır, bu da yakıt kaynaklarının milyonlarca yıl dayanabileceği anlamına gelir.
Enerji üretiminin “kutsal kâsesi” olarak tanımlanmıştır. Yani çok değerlidir.
Nükleer füzyon nasıl çalışır?
Hidrojen gibi hafif bir elementin iki atomu ısıtıldığında ve helyum gibi daha ağır tek bir element oluşturmak için birleştiğinde, kimyasal reaksiyon, yakalanabilecek çok büyük miktarda enerji üretir.
Ancak iki özdeş unsuru bir araya getirmek aslında çok zordur.
İki pilin pozitif uçları gibi aynı yüke sahip oldukları için doğal olarak birbirlerini iterler.
Bu direncin üstesinden gelmek için çok fazla enerjiye ihtiyaç vardır.
Güneş’te bu, yaklaşık on milyon santigrat derecelik aşırı yüksek sıcaklıklar ve Dünya atmosferinin 100 milyar katından fazla olan önemli basınç sayesinde gerçekleşir.
Dünya’da, bilim adamları bu koşulları yeniden yaratmaya çalışmak için çeşitli farklı teknikler kullandılar.
Ancak ihtiyaç duyulan yüksek sıcaklık ve basıncı yeterince uzun süre korumanın çok zor olduğu ortaya çıktı.
ABD’nin Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF), çok az miktarda hidrojeni yaklaşık 15-20 su ısıtıcısını çalıştıracak kadar enerjiye dönüştürmek için 192 ışınlı bir lazeri başarıyla kullandığını duyurdu.
Bu, bilim insanlarının -ilk kez- deneye katılan lazerlerden daha fazla güç üretebildikleri anlamına geliyor.
Büyük ölçekli nükleer füzyon ne zaman mümkün olacak?
Son birkaç yılda bir dizi umut verici buluşa rağmen, büyük ölçekli nükleer füzyona hala birkaç yıl var.
Şubat ayında, Birleşik Krallık merkezli JET laboratuvarındaki Avrupalı bilim adamları, beş saniyede üretilen enerji miktarı konusunda kendi dünya rekorlarını kırdılar.
Ancak ABD’deki başarılı NIF deneyi bile, ilk etapta lazerleri çalıştırmak için gerekenden daha fazla enerji üretmedi ve bu noktaya ulaşmak için yapılan araştırma programı milyarlarca dolara mal oldu.
Fizikçiler ABD’deki sonuçları memnuniyetle karşılasalar da – ve onları gerçek bir atılım anı olarak tanımlasalar da – nükleer füzyonun evlere veya işyerlerine güç sağlamak için kullanılabilmesi için çok daha fazla çalışmanın gerekli olduğuna işaret ediyorlar.
Bilim adamları artık füzyonu daha hızlı ve daha ucuza yeniden üretmeye odaklanacaklar.
Nükleer füzyon ne kadar güvenli?
Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA) nükleer füzyonu “özünde güvenli” olarak nitelendirdi.
Bir füzyon reaksiyonunu başlatmak ve sürdürmek için gereken koşullar o kadar aşırıdır ki, kontrolden çıkması imkansızdır.
IAEA’dan Sehila González de Vicente, “Füzyon kendi kendini sınırlayan bir süreçtir: reaksiyonu kontrol edemezseniz, makine kendini kapatır” dedi.
Nükleer fisyona kıyasla süreç tarafından üretilen daha düşük seviyedeki radyasyon atığının işlenmesi ve depolanması da çok daha kolaydır.
Nükleer füzyon küresel ısınmanın üstesinden gelmeye yardımcı olabilir mi?
Nükleer füzyon, petrol veya gaz gibi fosil yakıtlara dayanmaz ve küresel ısınmayı tetikleyen sera gazlarının hiçbirini üretmez.
Güneş veya rüzgar enerjisinden farklı olarak, faydalı hava koşullarına bağlı değildir.
Dünya’da bulunan nispeten bol iki malzeme kullanır: lityum ve hidrojen.
Nükleer füzyonun yaygın olarak kullanılması, ülkelerin 2050 yılına kadar “net sıfır” emisyon üretme hedeflerine ulaşmalarına yardımcı olabilir.
Bununla birlikte, son deneysel başarıların anlamlı bir şekilde ölçeklenebilmesi için uzun yıllar geçmesi gerekecek.
