20 Saniyede 160 Milyon °C

Füzyon enerjisi gelişimi için iyi haber. Çin Bilimler Akademisi için Deneysel Gelişmiş Süperiletken Tokamak (EAST) veya ‘yapay güneş‘ olarak yeni bir dünya rekoru geldi, 1.056 saniye boyunca 70 milyon santigrat dereceyi (126 milyon °F) koruyor.

Yüksek sıcaklıklı plazma, Güneş’i güneş sistemimizi ısıtmak için yeterince güçlü bir füzyon reaktörü yapan koşulların bazılarını çoğaltmaya çalışan birçok büyük ölçekli füzyon enerjisi girişiminin insanlık için kritik bir parçasıdır.

Isı, atomların enerjik bir titreşimi olarak görülebilir ve bu titreşim, ultra yüksek sıcaklıklarda o kadar aşırı hale gelir ki, atomlar çekirdeklerini bir araya getirmek, onları birleştirmek ve yeni bir atomik element oluşturmak için yeterli hızda rastgele bir şekilde birbirine çarpmaya başlar.

Periyodik tablonun alt ucundan hafif atomlar kullanıyorsanız – Güneş’in yaptığı gibi, hidrojeni helyumla birleştirir – yeni atom, orijinal ikisinin birleşiminden daha hafiftir ve kütledeki fark, termal enerji olarak püskürtülür. Güneş’in merkezinde, 27 milyon °C (48,6 milyon °F) civarındaki sıcaklıklar, her saniyede yaklaşık 620 milyon metrik ton hidrojeni yaklaşık 616 milyon metrik ton helyuma dönüştürür ve yaklaşık 4 milyon ton maddeyi enerjiye dönüştürür.

Bunun küçük bir kısmı sonunda elektromanyetik radyasyon olarak dünya üzerinde bize ulaşıyor, bize görünür ışık, ultraviyole ışık, kızıl ötesi, radyo dalgaları, X ışınları ve gama ışınları sağlıyor ve bu cömert güneş enerji armağanı olmadan, bildiğimiz yaşam asla mümkün olmazdı.

Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör (ITER) gibi Tokamak tarzı füzyon reaktörleri, açıkçası Güneş’in devasa ölçeğine ve yerçekimine sahip değiller, ancak hidrojen atomlarını – özellikle döteryum ve trityum izotoplarını – başladıkları bir noktaya kadar ısıtmayı amaçlıyorlar.

ITER‘nin hedef sıcaklığı 150 milyon °C’dir (270 milyon °F). Geçen Mayıs ayında açıklanan ayrı deneylerde, ITER projesine önemli bir katkıda bulunan Çin’in EAST tesisi, 20 saniyede 160 milyon °C’ye (288 milyon °F) ulaşarak ve 101 saniyede 120 milyon °C’yi (216 milyon °F) tutarak bu noktaya ulaştı.

En son deney, Çin’in tokamak’ın daha uzun süreler boyunca aşırı sıcaklıklara dayanma kabiliyetini test etti ve bunu Güneş’in çekirdeğinden 2.6 kat daha sıcak bir sıcaklığı yaklaşık 1.056 saniye veya 17 dakika 36 saniye sürdürdü. Daha önce hiç kimse 1000 saniye boyunca bu yüksek sıcaklıkta plazma tutmamıştı, bu yüzden bu önemli bir kilometre taşı.

Bu çılgın sıcaklıkların, tüm tokamak tesisinin erimesine veya çıtır çıtır yanmasına neden olmadan Dünya’da nasıl var olabileceğinin merak edilmesi doğaldır. Esasen, tokamak’ın iç haznesinin halka şekli, örneğin tungsten ve karbon gibi mevcut olan ısıya en dayanıklı malzemelerle kaplanmıştır. Yüz milyonlarca dereceye maruz kaldıklarında bunlar bile yok olacağından, aşırı ısınan plazma, güçlü manyetik alanlar kullanılarak odanın tam ortasına, duvarlardan mümkün olduğunca uzağa sıkıştırılır.

En önemlisi, bu olağanüstü sıcaklıklar odanın büyüklüğüne göre az miktarda plazmada elde edilir, bu nedenle enerji duvarlara ulaşmadan önce hızla dağılır.

Şunu açıklığa kavuşturmak önemlidir: EAST burada bir füzyon reaksiyonu yaratmadı, sadece sonunda füzyon oluşturmak için kullanılacak olana benzer şekilde sürekli, aşırı ısıtılmış bir plazma yarattı. Yani bu noktada enerji pozitif olmaktan çok uzak. Çünkü füzyon reaksiyonlarından ısı ürettiğinde bile, onu yakalamaya ve kullanmaya çalışmak yerine bu ısıyı boşaltmasına neden olacaktır. Tokamak tarzı füzyon, bu noktadaki yüce hedefe hâlâ uzun yıllar uzaklıktadır ve dünyayı saran ITER projesi, tüm zamanların en pahalı bilim deneyi ve insanlık tarihinin en karmaşık mühendislik projesi olarak tanımlanmıştır.

Gerçekten de, faydalı miktarda elektrik üreten büyük bir tokamak görmeden önce, EUROfusion tarafından planlanan gibi, ITER tesisinin bir ‘DEMO‘ sınıfı halefi için beklememiz gerekecek. ITER‘nin 10’luk bir Q değeri için çekim yaptığı yerde – 50 MW termal enerji koyarak ve 500 MW brüt termal çıktı üretirken, AB’nin DEMO reaktörü 80 MW’ı koymayı ve 25’lik bir Q faktörü için yaklaşık 2 GW üretmeyi hedefliyor.

Şu an için sistemin 2051’de faaliyete başlaması planlanıyor. Yani 29 yıl uzakta olması 30 yıldan daha iyidir diyebiliriz.

Bu içeriği beğendiyseniz lütfen çevrenizle paylaşınız…