bilimkurgu kulubu

Bilim & Teknoloji nukleer fuzyon

Tarih: 5 Haziran 2021 | Yazar: Murat Yıldırım

0

Nükleer Füzyon Bilimkurgu Olmaktan Çıkıyor mu?

Vaat ettiği neredeyse limitsiz enerjiyle nükleer füzyon tüm elektrik dağıtımını sonsuza kadar değiştirebilir. Bilim insanları 70 yıl önce nükleer enerjiyle bizi ilk kez tanıştırdığından bu yana, nükleer gücün ikinci aşaması hep parmak uçlarımızın hemen ötesinde kaldı: Nükleer füzyon. Her zaman umut verici gelişmeler yaşanmasına rağmen, uygulanabilir nükleer füzyonu geliştirmek ve gerçekleştirmek için gerekli teknoloji, hep onlarca yıl uzaktaydı.

Şimdiye kadar. Yani, muhtemelen.

Yakın tarihli bir basın açıklamasına göre, bir şirket nükleer füzyondan güç üretebilen yeni bir teknolojinin geliştirilmesinde kritik bir dönüm noktasına ulaştığını iddia ediyor. TAE Technologies adlı füzyon enerjisi geliştiricisi, 50 milyon santigrat dereceyi aşan sıcaklıklarda kararlı plazma üretmek için yeni bir teknoloji kullanacak reaktörlerinin 2020’lerin sonunda ticari ölçekte enerji üretebileceğini ileri sürdü. Karşılaştırma için bu, Güneş’in çekirdeğinin sıcaklığının üç katından fazla!

Füzyon enerjisi kavramı, seyrek emisyonlar ve ihmal edilebilir karbon ayak izi ile birlikte neredeyse sınırsız enerji vaat ediyor. Bu güç yaklaşık 70 yıldır, hep güncel teknolojinin bir adım ötesinde kaldı. Ancak TAE, Commonwealth Fusion Systems, General Fusion gibi birçok şirket ve kuruluş, bu sabık bilimkurgu teknolojisini dünya ticaretinin altyapı omurgasına eklemeye her geçen gün biraz daha yaklaşıyor. TAE başarısından özellikle memnun çünkü bu, hayatını füzyon enerjisi araştırmalarını ilerletmeye adayan ve firmanın kurucularından olan Norman Rostoker’in ömür boyu süren çalışmasının kavramsal bir kanıtı. Ne var ki Norman Rostoker, gerçekleşmesine yardımcı olduğu bu önemli kritere ulaşıldığını görecek kadar yaşamadı.

TAE CEO’su Michl Binderbauer basın açıklamasında, “Bu, inanılmaz derecede tatmin edici bir dönüm noktası ve mentörüm Norman Rostoker’in vizyonuna uygun bir adım. Norman ve ben 1990’larda, yüksek enerjili parçacıkların egemen olduğu belirli bir plazmanın, sıcaklıklar arttıkça giderek daha çok sınırlanması ve kararlı hale gelmesi gerektiğini teorileştiren bir makale yazdık. Artık bu plazma davranışını ikna edici kanıtlarla gösterebildik,” diyor. Binderbauer, “Bu olay son otuz yıldaki çalışmalarımızın güçlü bir sekilde doğrulanması aynı zamanda fizik yasalarının bizim tarafımızda olduğunun kanıtı ve TAE çok kritik bir kilometre taşı,” diye de ekliyor.

Bu kilometre taşı, TAE’nin reaktör tasarımının plazmayı süresiz olarak devam ettirebileceğini kanıtlamasından altı yıl sonra geldi. Yeni kilometre taşı, reaktörleri ticari kullanıma uyarlamak için gereken sıcaklıklara ulaşıldığını gösteriyor. Bu noktaya ulaşması, TAE’nin finansmanı için 280 milyon dolar daha fonlanmasını sağladı. Bu da TAE’nin toplam fonunu 880 milyon dolara çıkararak, şirketi dünyada en çok finanse edilen özel nükleer füzyon çabalarından biri haline getirdi.

TAE en son makineye “Norman” adını verdi ve 2017 yazındaki ilk çalışmaya başlamasından sonra Rostoker denklemlerini kanıtlamak için ABD Enerji Bakanlığı’ndan (DOE) bilgi işlem gücü ödünç almasının yanı sıra Google gibi şirketlerin makine öğrenimi ve yapay zeka uygulamalarını da kullanmaya başladı. “Bilimsel doğrulama aşamasını, hem füzyon hem de güç yönetimi teknolojileri için ticari ölçekli mühendislik çözümlerine doğru ilerlettikçe, TAE tüm enerji şebekesinin modernize edilmesine önemli bir katkıda bulunacak.”

Ancak, bu satırlar yazılırken firma henüz enerji “üretmedi”. Binderbauer, “Şu anda açığa çıkan enerji çok küçük. Önemsiz. Samanlıkta bir iğne, “ diyor. “Enerji ayırt edilebilirliği açısından, onu açığa çıkan gücü teşhis için kullanabiliriz.” Ancak arkasındaki bilimsel yöntemi kanıtladıktan sonra, TAE için bir sonraki adım, füzyon reaktöründe güç üretimi için uygun koşulları yaratmak için gerekli teknolojiyi geliştirmek.

ITER adı verilen bir başka nükleer füzyon projesi, Fransa’da yapım aşamasında olan 25 milyar dolarlık devasa bir reaktör. Şirket, ilk sürekli plazma yanmasını 2035’ten önce gerçekleştirmeyi hedefliyor. Bu hedefe ulaşıldığında, elektrik üreten pilot bir tesisin kurulması için bir on yıl daha gerekmesi bekleniyor. Nükleer enerjinin yakın gelecekten biraz daha az yakın geleceğe olan sürekli kayışı göz önüne alındığında, pek çokları için şiddetle ihtiyaç duyulan sürdürülebilir enerji alternatifleri bağlamında hedeflenen bu tarih hiç de yakın değil.

General Fusion‘ın (Vancouver, Kanada) CTO’su Michael Delage gibi nükleer füzyon şirketlerinin bazı üst düzey yetkilileri, 2020’lerde nükleer füzyon vaatlerinin daha fazla geçerliliği olduğunu düşünüyor. Physics Today dergisinde, “Bu sefer her şeyin farklı olduğuna dürüstçe inanıyorum,” diyor. “Altta yatan bilim ve plazmaların nasıl davrandığına dair modelleme ve simülasyon yapma yeteneği çok fazla ilerleme kaydetti.” Hayırseverler, milyarderler, sermaye şirketleri ve hatta petrol ve gaz sektörünün dahil olduğu kesimin özel nükleer füzyon projelerine artarak devam eden yatırımlarıyla önümüzdeki on yıllarda uygulanabilir füzyon reaktörleri nihayet gerçek olabilir.

Tabii ki nükleer füzyon, örneğin fosil yakıtlara uygulanabilir bir ticari alternatif olarak dünyanın enerji altyapısına girse bile, yine de olumsuz tarafları olabilir. Princeton Plazma Fizik Laboratuvarı’nın eski uzman araştırmacılarından Daniel Jessby, nötron açısından zengin izotopları yakan toprağa bağlı füzyon reaktörlerinin zararlı yan ürünlere sahip olduğunu söylüyor. 2017 Bulletin of the Atomic Scientists’te yayımlanan makalesinde, fizyon temelli nükleer gücün karşılaştığı sorunlardan bazılarının füzyon gücü için de geçerli olduğunu savunuyor.

Nükleer füzyon artık bir bilimkurgu olmasa da, önümüzdeki yıllarda aşması gereken çeşitli zorluklarla karşı karşıya. Ancak uzun süredir TAE yatırımcısı ve yönetim kurulu başkanı olan Addison Fischer iyimserliğini koruyor. “TAE’nin son finansmanı, şirketi gezegene fayda sağlayacak sürdürülebilir anötronik nükleer füzyon ve güç yönetimi çözümlerini uygulamada nihai adımlarını atmaya yaklaştırıyor,” diyor. Güçlü sözler, ancak nükleer füzyon nihayetinde gerçek dünyadaki elektrik şebekelerine entegre edilmiş olsun ya da olmasın, gelişen bu yeni teknolojinin göz ardı edilemeyecek çok fazla vaadi var.

Kaynak

Etiketler: , , , , , , , , ,


Yazar Hakkında

Bilim veTeknik dergisinde popüler bilim yazarlığı ve editörlük yapmışlığım var. Bilimkurgu Kulübü websitesinde yazı yazmaya ve çeviri yapmaya devam ediyorum. Amatör olarak yazdığım hikayelerim yine Bilimkurgu Kulübü websitesinde, Yerli Bilim Kurgu Yükseliyor e-dergiside, Kayıp Rıhtım aylık öykü seçkisi ve Lagari Fanzin'de yayımlandı. Elime geçen, hoşuma giden herşeyi okurum ama özellikle bilimkurgu, fantazi ve korku edebiyatına bayılırım. Eğitim hayatımda yolum Istanbul Atatürk Fen Lisesi, Boğaziçi Üniversitesi, University of Iowa ve University of Ottawa'dan geçti. Şu anda hayatımı ultrahızlı lazer laboratuvarlarında THz bandında foton toplayarak kazanıyorum.