ABD’den Temiz Enerjide Çığır Açan Atılım: Güneş ve Yıldızlarda Bulunan Koşulların Benzeri Oluşturuldu

ABD Enerji Bakanlığı gelecek yıllarda temiz enerjinin önünü açması beklenen önemli bir bilimsel gelişmeyi dünya kamuoyuna duyurdu. Amerikalı bilimadamlarının nükleer füzyon tepkimesi deneyinde, yalnızca yıldızlar ve güneşte bulunan koşulların benzerini oluşturdukları açıklandı.

Enerji Bakanı Jennifer Granholm, Amerikalı bilimadamlarının uzun süredir yürüttüğü araştırma kapsamında ilk kez “net enerji kazancıyla” sonuçlanan nükleer füzyon tepkimesi oluşturmayı başardığını duyurdu.

Bakan Granholm, ulusal güvenlik ve nükleer silah araştırmalarına odaklanan California’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndaki araştırmacılarla birlikte, füzyon deneyinde elde edilen başarıyı ve bu başarının önemini anlatan bir basın toplantısı düzenledi.

Granholm, “Gelinen aşama ilk kez yalnızca yıldızlar ve güneşte bulunan belirli koşulların benzerlerini oluşturma imkanı veriyor. Bu kilometre taşı sıfır karbon füzyon enerji olasılığına bizi bir adım daha yaklaştırıyor” ifadelerini kullandı.

ABD Enerji Bakanı, füzyon enerjiyi geliştirebilmeleri halinde bunu temiz enerji, ulaşım yakıtları, enerji, ağır sanayi ve daha fazlasını üretmek için kullanabileceklerini vurguladı.

“Bir mühendislik harikası”

Enerji Bakanlığı’nda düzenlenen basın toplantısında söz alan Beyaz Saray Bilim ve Teknoloji Politikası direktörü ve Başkan Joe Biden’ın bilim danışmanı Arati Prabhakar, nükleer füzyon açılımının önemli bir “mühendislik harikası” olduğunu söyledi.

Kendisinin de 19 yaşında bir öğrenciyken Lawrence Livermore Laboratuvarı’nda nükleer füzyon projesi üzerinde bir süre çalıştığını belirten Prabhakar, elde edilen başarıya ulaşılmasında nesiller boyu devam eden çabanın etkili olduğunu vurguladı.

Arati Prabhakar, “Güneşimiz ve diğer tüm yıldızlarda yaşanan şeyin füzyon olduğunu anlamamızın üzerinden bir yüzyıl geçti. Bu yüzyıl içinde yaşanan farklı gelişmeler en nihayetinde bu füzyon faaliyetini laboratuvar ortamında oluşturduğumuz bir noktaya geldi” dedi.

Gelinen aşama neden önemli?

Lawrence Livermore’daki araştırmacıların elde ettiği başarı aslında 60 yıldır yürütülen uzun soluklu çalışmaların bir sonucu.

Bilim insanları daha önce de nükleer füzyon işlemini gerçekleştirmiş; ancak çok yüksek sıcaklıkta ve basınçta meydana gelen füzyon işleminin kontrol edilmesi çok zor olduğu için net enerji kazancı elde edilememişti.

Gelinen aşamada ilk kez füzyon tepkimesinde sürecin başlaması için gereken enerjiden daha fazlası açığa çıkarıldı. Deneyde net enerji kazancının elde edilmiş olması, temiz, sınırsız enerji kaynağının oluşturulması çabalarında önemli bir kilometre taşı.

Deneyde 2.05 megajul enerji kullanıldı ve deney sonucunda 3.15 megajulluk bir füzyon enerjisi açığa çıktı. Böylece deneyde kullanılan enerjiden yüzde 50 daha fazla enerji üretilmiş oldu. İlk kez nükleer füzyon enerji alanında yapılan bir deneyde anlamlı miktarda bir enerji kazanımı elde edildi.

Füzyon projeleri enerjinin geleceğinde nasıl bir rol oynuyor?

Füzyon projelerinde genellikle hidrojenin izotopları olan döteryum ve trityum kullanılıyor. Bir bardak suda bulunan döteryuma az miktarda trityum eklendiğinde bu miktar bir evin bir yıllık enerji ihtiyacını karşılamaya yetiyor.

Hidrojenin radyoaktif izotopu olan trityum daha nadir ve zor bulunuyor; ancak suyu oluşturan elementlerden biri olan hidrojenin izotopu olduğu için sentetik olarak da üretilebiliyor.

Füzyon enerjisini destekleyenler bu enerjinin gelecekte bir gün sınırsız ve karbonsuz enerji üretiminde kullanılabileceğini ve zaman içinde fosil yakıtlarla diğer geleneksel enerji kaynaklarının yerini alabileceğini belirtiyor.

Bundan sonraki süreçte ne bekleniyor?

Araştırmacılara göre füzyon enerjisinin ticari amaçla kullanılması aşamasına gelebilmesine yıllar var.

AP’ye konuşan Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Plazma Bilimi ve Füzyon Merkezi direktörü Dennis Whyte, elde edilen başarının çok önemli bir başlangıç olduğunu; iklim değişikliğiyle mücadele ve enerji güvenliği için füzyon enerji sistemlerinin kullanılabilir hale gelmesi için çabaların sürmesi gerektiğini söylüyor.

İlerleyen aşamalarda araştırmacıların ticari amaçlı olarak da kullanılabilmesi için nükleer füzyon işleminin maliyetini azaltmanın yollarını bulması da gerekiyor.

[ABD Enerji Bakanı Jennifer Granholm.]

Füzyon enerji nedir?

Füzyon hidrojen gibi iki hafif atomun 100-150 milyon derece gibi aşırı sıcaklığa ulaştırılarak daha ağır tek bir atoma dönüştürüldüğünde meydana geliyor.

Bu süreçte çok büyük miktarda enerji açığa çıkıyor. Füzyon, fisyondan farklı bir süreç. Fisyonda atom çekirdeği parçalanarak iki küçük atoma dönüşüyor.

Araştırmacılar ne elde etti?

Lawrence Livermore’daki araştırmacılar dünyanın en büyük lazerleri dahil olmak üzere gelişmiş teknolojiyi kullanarak bezelye tanesinden daha küçük bir hidrojen izotopuna ışın gönderdi.

Bu süreçte ilk kez sürecin başlaması için gereken enerjiden daha fazlasını açığa çıkaran bir füzyon tepkime oluşturuldu.

Elde edilen başarı yaklaşık 60 yıldır devam eden araştırmada önemli bir kilometre taşı olsa da henüz ticari düzeyde enerji üretimi için erken.

Füzyon iklim değişikliğiyle mücadeleye katkı sağlar mı?

Muhtemelen evet. Füzyon tepkimeleriyle açığa çıkan enerjinin önemli ölçüde artırılmasının dışında bu enerjinin sürekli olarak her saniyede birden fazla kez üretilmesi gerekiyor.

Bu sürecin dünyanın gittikçe artan elektrik talebinin önemli bir kısmını karşılayacak şekilde enerji santralı seviyesine getirilmesi büyük çaba, materyal ve regülasyon gerektiriyor. Mevcut yakıt ve altyapıyı destekleyen siyasetçilerin bu hızlı değişime direnç gösterme olasılığı da bulunuyor.

Bilim insanları ve çevreciler, füzyon enerji alanında arayış önümüzdeki 10 yıl içinde daha da gelişirken, rüzgar ve güneş enerjisi, enerji depolama ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltabilecek diğer alternatifler konusunda çabaların sürmesi gerektiğini belirtiyor.

Füzyon enerjinin en büyük avantajı fisyona kıyasla daha az radyoaktif atık üretmesi.

Başka hangi füzyon enerji türleri geliştiriliyor?

Füzyon Endüstri Derneği’ne göre, özel şirketler şimdiye kadar yatırımcılardan şahıslara; petrol şirketlerinden kamu finansmanına kadar, 5 milyar dolarlık bir kaynak topladı.

Focused Energy ve First Light Fusion’ın da aralarında bulunduğu sekiz şirket füzyon tepkimesi başlatmak için lazer kullanmayı amaçlıyor. Yaklaşık 10 şirket de mıknatıs ve lazer birleşimi dahil olmak üzere başka yöntemleri deniyor.

Bu haberde Reuters’ın konuyla ilgili haberinden bir bölüm kullanılmıştır.

TÜHA Haber Ajansı, 14 Aralık 2022]