Enerji rüyasına doğru ilerlemek

Füzyon güneşten enerji elde etme işlemi pek çok insanın rüyası; üstelik bu yöntem güvenli, temiz ve neredeyse sınırsız.

Füzyon güneşten enerji elde etme işlemi pek çok insanın rüyası; üstelik bu yöntem güvenli, temiz ve neredeyse sınırsız.

Füzyon çalışmasının ilk odağının nükleer silahları kapsadığı Lawrence Livermore Ulusal Laboratuarı'nda çoğu bilim adamı dünyanın fosil yakıtlara bağımlığını nasıl sona erdirebileceği hakkında konuşuyor. 1960 ve 70'lerde Livermore'da füzyon üzerine çalışan Stephen E. Bodner, o zamanlar askeri odağın hükümetin enerji araştırmaları için laboratuara para akıtmasını devam ettirebilmek için bir hile haline geldiğini hatırlayarak, "Enerji sorununu çözmek geleceğin rüyasıdır" diyor. Füzyonun konsepti basit: Hidrojen atomlarını yeterince sıkıştırmak ve sonrasında bu atomların helyum içinde birleşmesi. Bir helyum atomunun ağırlığı orijinal hidrojen atomlarından daha hafiftir; kütleyi serbest bırakan Einstein'in denklemi E=mc2 ile enerjiye dönüşür. Çok fazla hidrojen içerir; ayrıca fosil yakıtlar ya da uranyum gibi parçalanabilir maddelere benzemez, yani asla tükenmez. Bilim insanları kullanılabilir enerji oluşturmak için füzyon reaksiyonunu yeterince etkin hale getirmenin bir yolunu bulabilmiş değil. Bu sıralar füzyon, "30 yıllık füzyon çalışması geleceğin çalışması ve hep geleceğin çalışması olarak kalacak" şeklinde şakalara konu oluyor. Ancak bilim insanları dünyaya bazı ilerlemeler sunuyor. Geçtiğimiz ay, Omar A. Hurricane yönetimindeki bir ekip hidrojen atomlarını birleştirmek için dev lazerler kullandıklarını ve enerji ışıkları ürettiklerini söyledi. Üretilen enerji miktarı çok az yani 60 wattlık bir ampulün beş dakikada yaktığı miktara eşit. Füzyon, inşaatı ve işletmesi 5.3 milyar dolara mal olan Ulusal Ateşleme Tesisi'nde (NIF) gerçekleşti. Tesisin anahtarı ateşleme. Hükümetin amacı için; ateşleme, ona isabet eden lazer ışınları kadar çok enerji üreten füzyon reaksiyonu olarak tanımlanmakta ve bunu başarmak için başlangıçtaki azıcık füzyon, komşu hidrojen atomlarını kat kat artırması gerekiyor. NIF merkezi, dışarı ışınlar yayan ekipmanıyla 10 metre genişliğinde metal bir küre olan hedef odacığı. Sanki "Star Trek" filminden bir yer gibi -aslında geçen yılki "Star Trek Into Darkness" filmindeki Enterprise'ın makine dairesinin ikiye katladı. Her patlama aynalar vasıtasıyla 192 parçaya ayrılan küçük lazer atışıyla başlıyor. Daha sonra depo büyüklüğünde iki odaya dolan lazer yükseltecinden geçerek fırlıyor. Işınlar, kurşunkalem silgisi büyüklüğünde içi boş altın silindir üzerinde birleşerek odacığın içinde toplanıyor. İçeriye bombardıman eden atomlar bilim adamlarının "olay anı" dedikleri kısacık bir süre içinde birleşiyor. Çok kısa süreli olan her bir atışın maliyeti 5 dolar. Livermore yetkilileri, 2030 yılıyla birlikte elektrik sistemi için hazır olacağını söyledikleri ve inşası için planlama yaptıkları enerji gösteri tesisi açıldıktan sonra, NIF'in ateşlemeyi yapabileceğinden hayli eminler. Livermore'dan 1975'de ayrılan ve Deniz Harp Araşt ırma Laboratuarı'nda rakip bir program oluşturan Dr. Bodner bir NIF karşıtıydı. 1995'de ateşlemeyi engelleyebilecek olan içeriye bombardıman eden gazdaki ist ikrarsızl ı k ları öngördü. Lazerlerin direk yakıt topaklarına ışıdığı farklı bir lazer füzyon konseptini savundu. Fakat bu da başka teknik zorluklar yaratıyor. 1999'da emekli olan Dr. Bodner, ekibinin bunların üstesinden gelinebileceğini gösterebildiğini söylüyor. Güneşin muazzam çekim kuvveti füzyonu mümkün kılan sıkışmayı sağlıyor. Yeryüzünde ise iki ana ihtimal var: NIF'deki gibi hidrojeni sıkıştıracak güçlü lazerler veya atomlar çarpışana ve birleşene kadar sıcak hidrojen plazma içeren manyetik alanlar. Çoğu füzyon enerji araştırması manyetik yaklaşıma odaklanıyor; bilhassa da "tokamak" diye bilinen lokma biçimli makinelere. 1994'de Princeton Üniversitesi'ndeki "Tokamak Füzyon Test Reaktörü", çok kısa sürede 1 0.7 m ilyon wattlık enerji üretti. Üç yıl sonra İngiltere'deki "Avrupa Ortak Torus" bunu 16 milyon watta taşıdı. Manyetik rotadaki bir sonraki adım, Iter olarak bilinen devasa bir uluslararası işbirliği. İlk operasyonun 2020'de başlaması beklentisiyle, Iter'in inşaatı Güney Fransa'da başladı. Karmaşık bir idare yapısı altında bulunan proje ortakları (Avrupa Birliği, Japonya, Çin, Rusya, ABD, Hindistan ve Güney Kore), Iter'in merkezi koordinasyonu ile reaktör parçaları konusunda katkıda bulunmayı kabul etti. Ancak yeni gelişmeler lazer yoluyla füzyon alanından geldi. Dr. Hurricane ilk önce altın silindiri ısıtmak için lazer atışını ayarladı. Bu topağı ayıran içe patlama baskısını azalttı ancak daha yüksek oranda füzyon sağlayarak bazı istikrarsızlıkları sakinleştirdi. Eylül ayında Dr. Hurricane'ın ekibi yakıt boyunca yayılan füzyon reaksiyonun sinyallerini gösteren ilk atışını yaptı. THE NEW YORK TIMES