Okuma süresi: 3 dakika

Bilim insanları, Dünyamıza hayat veren ışık ve ısının kaynağı nükleer füzyonu kontrollü olarak gerçekleştirme konusunda yeni bir başarıya daha imza attı. 19 yıl süren inşasının ardından Max Planck Enstitüsü’nde başarıyla test edilen Wendelstein 7-X (W7X), hidrojeni 80 milyon derece sıcaklığa çıkararak ortaya çıkan plazmayı saniyenin çeyreği kadar sürede hapsetmeyi başarmıştı. Çin, daha düşük sıcaklıkta ancak çok daha uzun süreli bir deneyle bu başarıyı pekiştirdi.

Nükleer füzyonun kontrollü olarak gerçekleştirilmesi; yani hidrojen plazmasının belli bir süre tutulabilmesi, yenilebilir enerji alanında kırılma noktasını temsil ediyor. Tıpkı Güneş gibi, ortaya çıkan enerjiden limitsiz temiz enerji elde edebileceğimiz anlamına geliyor.

Çinli bilim insanları, Batı’nın elde ettiği başarıdan kısa bir süre sonra ‘EAST’ (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) adını verdikleri tokamakta 49,999 milyon derece ısıda hidrojen plazması oluşturduklarını ve maddeyi 102 saniye boyunca koruyabildiklerini açıkladı.

Hefei'deki EAST adlı tokamak. [Çin Bilim Akademisi]
Hefei’deki EAST adlı tokamak. [Çin Bilim Akademisi]
Bir deneyde elde edilen en yüksek sıcaklık rekoru, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde (CERN) bulunan Büyük Hardon Çarpıştırıcısı’na ait. 2012’de yapılan deneyde parçacık hızlandırıcısının ısısı 4 trilyon dereceye, yani Güneş’in merkezinden 250 bin kat daha yüksek bir ısıya ulaşmıştı.

Söz konusu sıcaklıklar ele alındığında Çin’in Hefei Fiziksel Bilimler Enstitüsü tam 102 saniye boyunaca ‘minyatür Güneş‘ oluşturdu diyebiliriz. Max Planck’ın çok daha sıcak ama çok kısa sürede sönen Güneş’ine kıyasla EAST’te elde edilen başarı başarılı mühendisliğe dayanıyor. Hidrojen plazmasının uzun süreli hapsedilmesi için maddenin tokamak duvarlarında temas etmeden manevra yapmasını ve enerji parçacıkları ile ısıyı kontrol edecek manyetik alan tasarımı gerekiyor.

Tokamak içindeki metal duvarlar manyetik duvarlar sayesinde plazma ile temas etmiyor. Aksi takdirde anında erimesi veya buharlaşması kaçınılmaz. [Çin Bilim Akademisi]
Tokamak içindeki metal duvarlar manyetik duvarlar sayesinde plazma ile temas etmiyor. Aksi takdirde anında erimesi veya buharlaşması kaçınılmaz. [Çin Bilim Akademisi]

100 milyon dereceye çıkılması lazım

Nükleer reaktörlerde gerçekleştirilen nükleer fisyon tepkimesi, atom çekirdeğini küçük parçalara ayırarak enerji ortaya çıkarmaya dayanıyor. Nükleer fisyon ile elde edilen enerji, hava kirliliğinin en büyük etkenlerinden kömüre kıyasla milyonlarca kat daha fazla enerji üretse de, neden olduğunu radyasyonu hapsetmek ve atıkları saklamak büyük bir maliyet gerektiriyor.

Max Planck Enstitüsü ve EAST tarafından gerçekleştirilmeye çalışılan yapay nükleer füzyon tepkimelerinde ise anormal bir sıcaklıkta bir araya getirilen atomlar çok az radyoaktif atık ortaya çıkarıyor. Zorluk da burada yatıyor. Nükleer fisyon için birkaç yüz derecelik sıcaklık yeterli olurken, nükleer füzyon için milyonlarca derece sıcaklığa erişmek gerekiyor.

Sınırsız yenilenebilir enerjinin elde edilmesi için gereken sıcaklığın 100 milyon derece olması gerektiğini savunuluyor. Çinli bilim insanları söz konusu sıcaklıkta hidrojen plazmasını 17 dakika hapsedebileceklerini düşünüyor. Almanların nihahi hedefi ise 100 milyon derecede 30 dakika ‘pişirilen’ plazmadan enerji elde edebilmek.

Wendelstein 7-X nükleer füzyon araştırma merkezinde yapılan deneye ait bir bilgisayar görüntü, ortaya çıkarılan sıcak plazmayı gösteriyor. [EPA]
Wendelstein 7-X nükleer füzyon araştırma merkezinde yapılan deneye ait bir bilgisayar görüntü, ortaya çıkarılan sıcak plazmayı gösteriyor. [EPA]
South China Morning Post’a isminin açıklanmaması şartıyla konuşan Çinli bir yetkili, birçok ülkenin dahil olduğu ITER projesinin yavaşlığından çok rahatsız olduklarını ifade etti. 400 saniye boyunca 500 MW füzyon enerjisi üretmeyi hedefleyen projenin Pekin’i memnun etmemesi, anlaşıldığı üzere Çinli bilim insanlarını kendi araştırmalarına odaklamış durumda.

Hefei Fiziksel Bilim Enstitüsü tarafından yapılan çalışmanın ardından gelecek süreç Dünya’nın geleceği için geç de olsa bir ümit sunabilir. Kesin sonuç alınması on yıllar sürmesi beklenen nükleer füzyon deneyleri, bir gün Dünya dışı kolonilerde gerekecek enerji ihtiyacı için kritik rol oynayabilir.

50 milyon derece sıcaklığa erişen deneye ait bir veri tablosu. [Çin Bilim Akademisi]
50 milyon derece sıcaklığa erişen deneye ait bir veri tablosu. [Çin Bilim Akademisi]