Temiz ve sınırsız nükleer füzyon enerjisi hayali yapılabilir mi?

[™ Admin]

Temiz ve sınırsız nükleer füzyon enerjisi hayali yapılabilir mi?

Güneş, nükleer füzyon yoluyla ışık ve ısı yaratarak milyarlarca yıldır Dünya'daki yaşamı besledi. Bu inanılmaz güç ve uzun ömürlülük göz önüne alındığında, enerji üretmenin kendimizde ve diğer yıldızlarda meydana gelen aynı nükleer süreçleri kullanmaktan daha iyi bir yolu yok gibi görünüyor.

Nükleer füzyon reaktörleri, hidrojen atomlarını helyum oluşturmak için kaynaştırarak ve ısı şeklinde enerji salarak bu işlemi tekrarlamayı amaçlar. Bunu geniş ölçekte sürdürmek, güvenli, temiz ve neredeyse tükenmez bir güç kaynağı üretme potansiyeline sahiptir.

Arayış onlarca yıl önce başladı, ancak nükleer füzyonun her zaman 30 yıl uzakta olduğuna dair uzun süredir devam eden bir şaka yakında eski görünmeye başlayabilir mi?

2021'in sonlarında bir nükleer füzyon deneyi sırasında büyük bir atılımın ardından bazıları bunu umuyor. Bu, İngiltere'nin Oxfordshire kentindeki Ortak Avrupa Torus (JET) araştırma tesisinde, tokamak adı verilen dev, çörek şeklindeki bir makinede geldi.

İçeride, güçlü manyetik alanlar tarafından yerinde tutulan yüklü parçacıkları içeren füzyon reaksiyonlarının gerçekleştiği plazma adı verilen aşırı ısıtılmış gazlar üretilir. Bu tür plazmalar, Güneş'in çekirdeğinden 10 kat daha sıcak olan, 150 milyon santigrat dereceye ulaşabilir.

Sürekli beş saniyelik bir patlamada, EUROfusion konsorsiyumundaki araştırmacılar rekor kıran 59 megajul (MJ) füzyon enerjisi yayınladılar. Bu, 1997'de aynı tesiste kırılan önceki 21.7 MJ rekorunun neredeyse üç katıydı ve sonuçlar "füzyon enerjisinin güvenli ve sürdürülebilir düşük karbonlu enerji sağlama potansiyelinin çeyrek asırdaki en net gösterimi" olarak lanse edildi. JET'teki başarılı nükleer füzyon deneyi hakkında daha fazla bilgi edinmek için bağlantıyı takip edin.

Sonuçlar, nükleer füzyon gelişiminin bir sonraki aşaması öncesinde büyük bir destek sağladı. JET'in ITER (Latince "Yol" anlamına gelir) olarak bilinen daha büyük ve daha gelişmiş bir versiyonu, güney Fransa'daki Saint-Paul-lès-Durance'de 180 hektarlık bir alanda yapım aşamasındadır.

AB'dekiler de dahil olmak üzere 35 ülke arasında bir işbirliği olarak inşa edilen ITER, füzyon kavramını daha da sağlamlaştırmayı amaçlıyor. Şimdiye kadar yaratılmış en karmaşık makinelerden biri, 2035 civarında yüksek güçlü operasyona girmeden önce ilk plazmasını 2025'te üretmeye başlaması planlandı - projedeki araştırmacılar pandemi nedeniyle bazı gecikmeler bekliyorlar.

Önemli kilometre taşı

Avrupa çapında 4.800 uzman, öğrenci ve tesisten oluşan büyük bir konsorsiyum olan EUROfusion projesinin program yöneticisi Profesör Tony Donné, JET'teki sonuçların önemli bir dönüm noktasını temsil ettiğini söyledi. "Bu çok büyük bir kilometre taşı - uzun zamandır en büyüğü" dedi.

“Tüm modelleme doğrulandı, bu nedenle ITER'in çalışacağına ve yapması gerekeni yapacağına olan güveni gerçekten artırdı.'”JET'te üretilen enerji sadece birkaç saniye sürse de amaç, bunu sürekli bir reaksiyona yükseltmektir. yani enerji üretir.

Donné, 1997'den bu yana en önemli gelişmelerden birinin JET gemisinin iç duvarının değiştirilmesini içerdiğini açıklarken, sonuçlar yıllarca süren hazırlığın doruk noktasıydı.

Daha önce, duvar karbondan yapılmıştı, ancak bu, füzyon reaksiyonunda kullanılan hidrojenin iki daha ağır izotopu - veya varyantları - döteryum ve trityum yakıt karışımı ile çok reaktif olduğunu kanıtladı. Bu, duvardaki trityum yakıtını kilitleyen hidrokarbonların oluşumuna neden oldu.

16.000 bileşen ve 4.000 ton metal içeren yeniden yapılanmada, trityum tutulmasını azaltmak için karbon, berilyum ve tungsten ile değiştirildi. Sonuç olarak, ekip sıkışan yakıt miktarını büyük bir kat azaltarak son füzyon atışının başarısına katkıda bulundu.

DEMO çalıştırması
Füzyonun destansı yolculuğunun bir sonraki aşamasına hazırlanırken, JET'e yapılan yükseltmeler, yapılandırmasının ITER planlarıyla uyumlu olmasını sağladı. Gelecekte, ITER'in ötesindeki bir sonraki adım, şebekeye elektrik göndermek için tasarlanmış ve füzyon tesislerinin ticari ve endüstriyel bir gerçeklik haline gelmesine yol açan DEMO olarak bilinen bir gösteri enerji santrali olacaktır.

Donné, “ITER, plazmayı ısıtmak için kullanılan enerjiden 10 kat daha fazla füzyon enerjisi yaratacak bir cihaz” dedi. Ancak deneysel bir tesis olduğu için şebekeye elektrik vermeyecek. Bunun için DEMO dediğimiz başka bir cihaza ihtiyacımız var. Bu bizi gerçekten ilk nesil füzyon santrallerinin temellerine götürecek.”

Donné şunları ekledi: “JET şimdi füzyonun makul olduğunu gösterdi. ITER, bunun daha da mümkün olduğunu göstermeli ve DEMO'nun gerçekten işe yaradığını göstermesi gerekecek."

Şebekeye 500 megawatt'a (MW) kadar sağlanması planlanan DEMO'nun 2050 civarında faaliyete geçmesinin gerçekçi olduğunu düşünüyor. “DEMO'yu ITER'i inşa ettiğimizden çok daha hızlı inşa etmeyi umuyoruz. "dedi.

Yine de nükleer füzyonu çalışır hale getirme yolunda üstesinden gelinmesi gereken başka önemli zorluklar var. En önemlisi, deniz suyunda döteryum bol iken, trityum son derece azdır ve üretilmesi zordur.

Bu nedenle araştırmacılar, lityum içeren bir 'yetiştirme battaniyesi' kullanarak onu tokamak içinde üretmenin bir yolunu geliştirmeyi planlıyorlar. Buradaki fikir, füzyon reaksiyonlarından kaynaklanan yüksek enerjili nötronların, trityum oluşturmak için lityum ile etkileşime gireceğidir.

Temel enerji
Donné, nükleer füzyonun gelecek için çok önemli bir yeşil ve sürdürülebilir enerji kaynağı olabileceğini söyledi. "Önemli olduğunu söyleyebilirim," dedi. “2050 yılına kadar karbondioksit geçişini yalnızca yenilenebilir kaynaklarla yapabileceğimize ikna olmadım ve başka şeylere ihtiyacımız var.”

Fisyon yoluyla nükleer enerji yaratmanın mevcut yönteminin giderek daha güvenli hale geldiğini söylese de, füzyonun önemli avantajları var. ITER savunucuları erime riskinin olmaması gibi faydalardan bahsederek nükleer füzyonun uzun ömürlü radyoaktif atık üretmediğini ve reaktör malzemelerinin 100 ila 300 yıl içinde geri dönüştürülebileceğini veya yeniden kullanılabileceğini ekliyor.

Donné, "Kesinlikle çok daha güvenli," dedi. Nükleer enerjinin taşıdığı damgaya atıfta bulunarak, “Halkla etkileşime geçtiğimizde gördüğümüz şey, insanların nükleer füzyon hakkında pek bir şey duymadıklarıdır. Ama artıları ve eksileri açıkladığımızda insanların olumlu olduğunu düşünüyorum.”

“Tokamak'ın babası” olarak adlandırılan Lev Artsimovich'e atıfta bulunarak, “Artsimovich her zaman toplumun gerçekten ihtiyacı olduğunda füzyonun orada olacağını söyledi. Eğer füzyonu başlatıp çalıştırırsak, o zaman gerçekten bize binlerce yıl boyunca enerji verebilecek çok güvenli ve temiz bir enerji kaynağına sahibiz.”

Kaynak: EL PAİS