Nükleer Füzyon Hakkında Bilmeniz Gereken 10 Şey

[™ Admin]

Nükleer Füzyon Hakkında Bilmeniz Gereken 10 Şey

13 Aralık 2022'de ABD Enerji Bakanlığı, Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nın Ulusal Ateşleme Tesisi'ndeki (NIF) bilim insanlarının füzyon enerjisi arayışında büyük bir atılım yaptığını duyurdu. NIF'teki bir ekip, füzyondan onu çalıştırmak için kullanılan lazer enerjisinden daha fazla enerji üreten ilk kontrollü füzyon deneyini gerçekleştirdi; bu durum ateşleme olarak bilinir.

Ekip, 2,05 megajoule lazer ışığını bir karabiber tanesi büyüklüğündeki bir yakıt parçasına odakladı. Bu, 3,15 megajoule üreten bir patlamayla sonuçlandı. Bu küçük bir enerji kazanımı ancak alanda büyük bir adım.

5 Aralık 2022'de LLNL'nin Ulusal Ateşleme Tesisi'nde ateşlemeyi elde etmek için kullanılan kriyojenik hedef türünü barındıran hohlraum.

ABD Enerji Bakanı Jennifer Granholm, başarıyı duyurduğu basın toplantısında "Bu, bunun yapılabileceğini gösteriyor" dedi. Granholm, bu eşiğin aşılmasıyla bilim insanlarının artık daha verimli lazerler, daha iyi tutma ve bunu ticari ölçeğe taşımak için gereken diğer ayrıntılar üzerinde çalışmaya başlayabileceklerini sözlerine ekledi.

 

Füzyon ateşlemesi yaratmak için Ulusal Ateşleme Tesisi'nin lazer enerjisi, hohlraumun içinde X ışınlarına dönüştürülür ve daha sonra bir yakıt kapsülü içe doğru patlayana kadar sıkıştırılır ve yüksek sıcaklıkta, yüksek basınçlı bir plazma oluşturulur.

Başkan Biden, on yıl içinde ticari bir füzyon reaktörü görmek istediğini söylüyor. Oraya ulaşmak hala bir zorluk, ancak bugünkü duyuru bunu her zamankinden çok daha gerçekçi gösteriyor.

Bu sonuçları kutlarken ve daha fazla iyi haber beklerken, nükleer füzyon hakkında bilmeniz gereken on şey şunlardır:

1. Nükleer Füzyon Mümkün mü?

Füzyon enerjisindeki ilerlemeyle ilgili haber raporları düzensiz ve genellikle abartılı olmuştur, bu da bazılarının füzyon enerjisinin potansiyelini tamamen göz ardı etmesine yol açmıştır. Yine de bilim insanları, genellikle enerjinin "kutsal kasesi" olarak adlandırılan şeye doğru istikrarlı bir şekilde ilerlemektedir. Bugünkü duyurunun da gösterdiği gibi, bu hedefe yaklaşıyorlar. Hala aşılması gereken bazı gerçek engeller var, ancak füzyon enerjisi bilim kurgu değil, bir tür fütürist fantezisi de değil. Gerçek bir teknoloji ve bugün öğrendiğimiz gibi, ulaşılabilir.

2. Nükleer Füzyon Nedir?

Nükleer füzyon, iki küçük atom çekirdeğinin birleşerek daha büyük bir çekirdek oluşturduğu ve bunun sonucunda önemli miktarda enerjinin açığa çıktığı bir süreçtir. Bu süreç, çekirdekler arasındaki itici kuvvetlerin üstesinden gelmeye yardımcı olan yüksek sıcaklıklarla karakterize edilen plazma olarak bilinen bir durumda gerçekleşir. Güneşe ve diğer yıldızlara güç veren füzyon reaksiyonu, çekirdeklerin çarpışıp birleşmesini sağlamak için aşırı sıcaklık ve basınç koşulları gerektirir.

3. Nükleer Füzyonu Kim Keşfetti?

Nükleer füzyonun keşfi, hepsi bir anda değil, zamanla kademeli olarak gerçekleşti. 1920'lerde Arthur Eddington'ın yıldızların hidrojeni helyuma dönüştürdüğünü ve gelecekteki astrofiziği etkilediğini öne sürmesiyle şekillenmeye başladı. Atkinson ve Houtermans gibi bilim insanları yıldız füzyon oranlarını daha fazla araştırırken, Ernest Rutherford ve öğrencisi Mark Oliphant 1934'te laboratuvarda füzyonu gösterdi. Hans Bethe daha sonra bu süreci yıldızlarda açıklayarak 1950'lerde füzyon reaktörü geliştirmenin yolunu açtı.

4. Nükleer Füzyon Güneş'in Nerede Gerçekleşir?

Nükleer füzyon Güneş'in çekirdeğinde gerçekleşir. Burada proton adı verilen küçük parçacıklar bir araya gelerek helyum oluşturur ve bu süreç Güneş'in ısısını ve ışığını üretir. Güneş'in enerjisinin neredeyse tamamı çekirdeğinde gerçekleşen bu füzyondan gelir ve bu enerji daha sonra güneş sistemine yayılır.

5. Nükleer Füzyon Güvenli midir?

Günümüzdeki nükleer santrallere güç sağlayan nükleer fisyonun aksine, füzyon enerjisi 1986'daki Çernobil felaketi gibi kontrolden çıkan zincirleme reaksiyonlar ve erimeler riski taşımaz. Füzyon ayrıca çok daha az radyoaktivite ve tehlikeli atık üretir ve sera gazı üretmez. Füzyonun birincil yan ürünü, etkisiz, toksik olmayan bir gaz olan helyumdur.

6. Nükleer Füzyon Nasıl Çalışır?

Füzyon enerjisinin bilimi basit olmaktan uzaktır ancak iyi anlaşılmıştır. Füzyon enerjisini bu kadar ulaşılmaz kılan şey, onu üretebilecek bir cihaz tasarlamanın zorluklarıdır. Bir füzyon reaktörü yapmak, Dünya'da minik bir yıldız yaratmak ve onu barındırmak gibidir. Füzyon enerjisinin yaratılacağı koşulları elde etmek için bilim insanları aşırı sıcak plazmalar - iyonize gazlar - üretirler. Bu sıcaklıklarda, normalde birbirlerinden itilecek olan iyonlar birbirine çarpar ve birleşir. Bu gerçekleştiğinde enerji açığa çıkar. Bilim insanları, lazerler veya manyetik alanlar vasıtasıyla korkunç derecede sıcak plazmayı kontrol eder. Bu karmaşık ve muazzam bir mühendislik başarısıdır.

7. Nükleer Enerjinin Faydaları Nelerdir?

Nükleer füzyondan elde edilen enerji güvenli, temiz, karbonsuz ve neredeyse sınırsız olacaktır. Bunun Dünya'daki yaşamın her yönünü ne kadar etkileyeceğini abartmak zordur. Herkes bu gelişmelerden oldukça heyecanlı görünüyorsa, nedeni budur.

8. Nükleer Fisyon ve Nükleer Füzyon Arasındaki Fark Nedir?
Nükleer fisyon ile nükleer füzyon arasındaki fark, nükleer fisyonun ağır atomları daha küçük atomlara ayırması, nükleer füzyonun ise hafif atomları birleştirerek daha ağır atomlar oluşturmasıdır. Her iki işlem de yeni çekirdek orijinal atomların toplamından daha hafif olduğu için enerji açığa çıkarır.

9. Nükleer Füzyon Radyoaktif Atık Üretir mi?

Nükleer fisyonun aksine nükleer füzyon tehlikeli, uzun süreli radyoaktif atık üretmez. Ürettiği şey zararsız olan helyum ve az miktarda radyoaktif olan ancak küçük miktarlarda güvenli olan ve uzun süre dayanmayan bir miktar trityumdur. Tek endişe, etrafta uçuşan tüm nötronlar nedeniyle füzyon reaktörünün parçalarının zamanla biraz radyoaktif hale gelebilmesidir, ancak bilim insanları bunu daha az sorun haline getirmenin yolları üzerinde çalışmaktadır.

10. Nükleer Füzyon Ne Zaman Uygulanabilir Olacak?

Bu gerçekten çok büyük bir adım, ancak henüz orada değiliz. Ticari olarak uygulanabilir olması için, bir füzyon santralinin NIF'te bir günde üretilen enerji miktarını saniyenin onda birinde üretmesi gerekir. Bu son sonuçlar bize bunun yapılabileceğini söylüyor. Zaman, para ve uzmanlık yatırımları büyük ölçüde karşılığını verebilir.

"Ulusal Akademi geçen yıl 2035 ile 2040 arasında ilk füzyon elektriğini hedeflememiz gerektiğini söyledi. Bunun zor ama değerli bir hedef olduğunu düşünüyorum," diyor Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı müdürü Steven Cowley.

Yarın gerçekleşmeyecek olsa da, güvenli ve temiz füzyon enerjisiyle çalışan bir gelecek dün olduğundan çok daha yakın görünüyor.

Kaynak: Discover Magazine

[™ Admin]

Enerji şirketi, yeni füzyon teknolojisinin 70 bin eve ısı ve güç sağlayabileceğini iddia ediyor: 'Artık ABD'deki ortaklarımızla çalışmaktan mutluluk duyuyoruz'

Birleşik Krallık'tan bir nükleer füzyon şirketi, geliştirici Tokamak Energy'nin bir haber bültenine göre, 70.000 eve güç sağlayabilecek bir çığır açıcı reaktör tasarlamak ve inşa etmek için Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bir girişimden yararlanıyor.

Tasarımın "erken görünümü", Atlanta'da fizik uzmanlarının katıldığı Ekim ayındaki bir konferansta sergilendi. Bu, Tokamak ve Beyaz Saray açıklamasına göre, Biden yönetimi tarafından 2022'de duyurulan bir ABD Enerji Bakanlığı füzyon on yıllık geliştirme programının sonucudur.

Tokamak Energy Başkanı Michael Ginsberg, şirketin raporunda "Yüksek alan küresel tokamakımızın ilk tasarım detayları büyük bir heyecan yarattı" dedi. Açıklamada, pilot tesiste net gücün önümüzdeki on yılın ortasına kadar üretilmesinin hedeflendiği de ekleniyor.

Şirket, füzyon reaksiyonlarını sınırlamak ve sürdürmek için dünyanın dört bir yanındaki uzmanlar tarafından geliştirilen tipik olarak halka şeklindeki makinelerden adını alıyor. Cihazlar, Tokamak'a göre güneşin çekirdeğinden daha sıcak bir ortam yaratan kimyayı kontrol etmelidir.

Araştırmanın enerji dönüştürme potansiyeli olabilir.

Bunun nedeni, füzyonun, başarılı bir şekilde kullanılması durumunda, mevcut fisyon teknolojisiyle birlikte gelen uzun süreli nükleer atık veya erime riskleri olmadan bol miktarda, hava kirliliği olmayan güç sağlayabilmesidir. Dünya Nükleer Birliği'nin belirttiğine göre, fisyon dünya çapında yaklaşık 440 tesiste elektrik üretiyor. Fisyon, enerji üretmek için atomları böler. ABD hükümet uzmanlarına göre, füzyon bunları birleştirir.

Tokamak'ın önerdiği tokamak, "döteryum ve trityum hidrojen yakıtını sınırlamak ve kontrol etmek için" süperiletken mıknatıslardan yararlanacak. Şirket, ünitelerle on yıldan uzun süredir çalışıyor. Basın bültenine göre, küre şeklindeki bir ünitede anlaşılmaz bir 100 milyon santigrat derecelik plazma referans sıcaklığına ulaşan ilk özel şirket.

Fisyon enerjisi de geri dönüş yapıyor. Microsoft yakın zamanda veri merkezleri tarafından kullanılan enerjiyi telafi etmek için Pensilvanya'daki Three Mile Island'ın bir bölümünü yeniden açma planlarını duyurdu. Nükleer santral 1979'da bir kaza geçirdi ve kısmen kapatıldı. ABC News'e göre geri kalanı ekonomik nedenlerle 2019'da kapatıldı.

Rapor, aktris Jane Fonda da dahil olmak üzere eleştirmenler çekti. Fonda, Philadelphia Inquirer'daki bir görüş yazısında, sitenin yeniden açılmasının kaderi zorlamak olduğunu yazdı. Fizikçi Amory Lovins, The Cool Down'a nükleer enerjinin giderek daha pahalı hale geldiğini söyledi. Colorado merkezli temiz enerji düşünce kuruluşu RMI'nin kurucusu, rüzgar ve güneşten gelen yenilenebilir enerjinin elektrik talebini karşılamak için daha iyi bir yatırım olduğunu söyledi.

Nükleerin tüm hatalarına rağmen, gezegeni ısıtan emisyonlar üretmiyor, bu da önemli bir avantaj. Dünyamızın aşırı ısınması okyanuslarımızdaki sorunlara bile bağlı. Endişeli Bilim İnsanları Birliği'nin vurguladığı gibi, yükselen kıyı suları sahil topluluklarını tehlikeye atıyor.

Verimli bir şekilde sürdürülürse, füzyon reaksiyonları fisyonun çevresel avantajlarını büyük güvenlik endişeleri olmadan taşıyabilir. Yaklaşık 2,2 pound füzyon yakıtı, 22 milyon pounddan fazla kömürü yakmaya eşdeğer enerji üretir - hiçbir ısıtıcı gaz olmadan. Tokamak'ın basın bültenine göre füzyon kasabalara, şehirlere ve endüstriye güç sağlayabilir.

"Şimdi bu tasarımı geliştirmek ve ilerletmek için ABD'deki ortaklarımızla çalışmayı dört gözle bekliyoruz," dedi Ginsberg.

Evinizi biraz para tasarrufu sağlayan teknolojiyle modernize ederek aşırı ısınma endişelerini gidermeye yardımcı olabilirsiniz. Örneğin, indüksiyonlu ocak üstleri, duman üretmeden hızlı pişirmeyi sağlayabilen gaza yüksek teknolojili alternatiflerdir. Bir tane satın almayı daha kolay bir karar haline getirmek için indirimler mevcuttur.

Kaynak: TCD

 

[™ Admin]

Yumurta şeklindeki nükleer füzyon reaktörüne 880 MW'lık santral için büyük destek

İngiltere merkezli bir nükleer füzyon girişimi olan Tokamak Energy, kendine özgü yumurta şeklindeki reaktör tasarımını daha da geliştirmek için 125 milyon dolarlık fon sağladı.

Yatırım, dünyanın giderek daha fazla çevre dostu enerji kaynakları aradığı ve nükleer füzyonun ön planda olduğu bir zamanda geldi.

Şirket bir basın bülteninde, "Füzyon son derece verimlidir ve zararlı emisyonlar olmadan, kilogram yakıt başına kömür, petrol veya gaz yakmaktan milyonlarca kat daha fazla enerji üretir" diye vurguladı.

Bilim insanları uzun zamandır füzyon gücünü çalıştırmaya çalışıyorlar.

Şirket, "İki hidrojen formunun (döteryum ve trityum) karışımı, yüksek sıcaklıklarda (Güneş'in çekirdeğinden daha sıcak) kontrollü bir plazma oluşturmak için ısıtıldığında, helyum oluşturmak ve elektrik ve ısı üretmek için kullanılabilen enerjiyi serbest bırakmak için birleşirler" diye açıkladı.

Ancak, füzyon reaksiyonlarını güç üretmek için kullanılabilecek şekilde kontrol etmek ve sürdürmek çok zordu.

Tokamak tasarımları füzyon enerjisi için çok önemlidir

Füzyon enerjisinin gerçekleştirilmesindeki en büyük engellerden biri, hidrojen atomlarının füzyonunu başlatmak için aşırı yüksek sıcaklıklara (güneşin çekirdeğinden on ila on beş kat daha sıcak) ihtiyaç duyulmasıydı. Ancak, bu kadar yoğun bir ısı bilinen herhangi bir malzemeyi eritebilir.

Tokamak tasarımının devreye girdiği yer burasıdır. Süper ısıtılmış plazmayı tutmak ve kontrol etmek için güçlü mıknatıslar kullanır ve reaktör duvarlarına temas etmesini önler.

Tokamak Energy, yüksek sıcaklıklı süper iletken (HTS) mıknatıslarıyla mıknatıs teknolojisinin sınırlarını zorluyor.

Bu mıknatıslar, Dünya'nınkinden bir milyon kat daha güçlü inanılmaz derecede güçlü manyetik alanlar üretebilir. Şirketin istikrarlı ve sürdürülebilir füzyon reaksiyonları elde etme stratejisinin anahtarıdırlar.

Şirket, bu HTS mıknatıslarının, istikrarlı ve belirli bir süre boyunca sürdürülebilen füzyon reaksiyonları elde etmek için çok önemli olduğuna inanmaktadır.

Tokamak Energy'nin yumurta benzeri reaktör tasarımı

Tokamak Energy'yi öne çıkaran şey reaktör tasarımıdır. Birçok füzyon deneyinde kullanılan geleneksel halka şekli yerine, küresel bir tokamak geliştiriyorlar.

Tokamak Energy, bu tasarımın verimlilik ve istikrar açısından önemli avantajlar sunduğuna ve füzyon gücünü daha pratik hale getirebileceğine inanıyor.

Tokamak Energy, "Kompakt küresel tokamak ve Yüksek Sıcaklık Süperiletken (HTS) mıknatıslar olmak üzere iki dönüştürücü teknolojide dünya lideriyiz" dedi.

Şirket, reaktörün daha küçük ölçekli bir versiyonu olan ST40 prototipiyle zaten önemli bir ilerleme kaydetti.

Şirket, "Tokamak Energy, küresel bir tokamak olan ST40'ta 100 milyon santigrat derecelik bir füzyon eşiği plazma iyon sıcaklığına ulaşan ilk özel şirkettir" diye vurguladı.

Nükleer füzyon arenasında rekabet

Tokamak Energy, yeni edinilen fonla geliştirmeyi hızlandırmayı ve 2034 yılına kadar bir pilot enerji santrali inşa etmeyi planlıyor.

Enerji firması, birkaç hafta önce pilot tesis tasarımının ilk ayrıntılarını açıkladı. Şirkete göre, pilot tesisi 880 megavat (MW) füzyon gücü ve 85 MW net elektrik üretme kapasitesine sahip olacak.

Özellikle, birkaç girişim ve kurum füzyon gücünü ticarileştirmek için yarışıyor ve ayrıca finansal destek alıyorlar.

Daha önce, Çinli girişim Energy Singularity, dünyanın ilk tamamen yüksek sıcaklıklı süper iletken (HTS) tokamak cihazını geliştirmek için 500 milyon dolar toplamıştı.

Kaynak: IE