Dünya’ya 8 dakikada ulaşan Güneş ışınlarının temeli, yıldızın çekirdeğindeki hidrojenin helyuma dönüştüğü füzyon tepkimesiyle atılıyor. Çekirdekten güneş yüzeyine ulaşması 20 bin yıl süren ışınlar, yaklaşık 150 milyon kilometrelik mesafeyi kat ederek gezegenimize ulaşıyor ve giderek artan yeşil enerjinin öncüsü fotovoltaik panelleri besliyor.
Peki Güneş’i yeryüzünde yaratabilsek ve sınırsız yeşil enerjiyi yıldızın çekirdeğindeki nükleer füzyonu taklit ederek üretirsek ne olur? Dünya kurtulabilir.
Alman mühendisler bu fikrin ne kadar başarılı olup olmayacağını test etmek için tam 19 yıl önce yeni nesil bir tokamakın inşasına başladı ve 1,1 milyon saat sonra benzerlerinin en büyüğü olan nükleer füzyon çemberi ortaya çıktı.
Wendelstein 7-X(W7X) adı verilen 16 metre çapındaki manyetik kafes, tokamakların en yeni versiyonu olarak tanımlanabilir. Tokamaklar, ‘plazma’ dediğimiz süper sıcak gazı manyetik alanlar içinde hapseden kafesleri temsil ediyor. Manyetik alanları süperbilgisayarlar tarafından optimize edilen W7X ise inanması güç bir kabiliyete sahip.
1,1 milyar dolara mal olan W7X, toplam ağırlığı 470 ton olan şekilleri bozuk 50 süper iletken mıknatıs taşıyor. Bu mıknatıslar, mutlak sıfır derecesinde, yani -273 dereceye kadar soğutuluyor. Evren’deki en düşük sıcaklığa erilen mıknatıslar, çevreledikleri çemberin için sıcaklığı 1 milyon derece ve üzerindeki sıcak gazı tutuyor. Bu esnada mıknatıslar ile sıcak gaz arasındaki mesafenin sadece 1 metre olduğuna dikkat çekelim.
Minyatür Güneş yeryüzünde inşa edildi
W7X ile enerji üretebilmek için, gazın olağanüstü sıcaklıklara çıkarılması gerekiyor. 15 milyon derece gibi yüksek sıcaklıklarda, kuantum tünelleme etkisinin yardımıyla atomun en hafif elementleri enerji yükleniyor. Ortaya çıkan füzyon tepkimesi, enerjiyle beraber daha ağır metalleri oluşturuyor.
Nükleer füzyon, süper hareketli moleküllerden oluşan plazmayı dengelemesi ve muhafaza edebilmesi sayesinde sürerlilik kazanıyor. Reaktörün süper soğuk duvarlarına değmemesi gereken plazma, son derece güçlü manyetik alanlar içinde tutuluyor.
Alman mühendisler, 19 yıllık çalışmanın ardından W7X ile ilk deneyi Aralık 2015’de denedi. Saniyenin sadece 10’da 1’i kadar süren deneyde, 1.8 MW gücündeki lazer atışıyla ısıtılan 1 miligram helyum 1 milyon derece sıcaklığa erişti.
Max Planck Enstitüsü’nün Greifswald’daki Plazma Fiziği biriminden Hans-Stephan Bosch, ‘deneyin planladıkları gibi gittiğini ve sonuçların oldukça tatmin edici olduğunu’ söyledi.
2020’lerde Avrupa’da bir güneş daha doğacak
Proje lideri Profesör Thomas Klinger, ‘nihai amaçlarının hidrojen plazmayı muhafaza etmek olduğunu ancak ilk deneyde helyum kullandıklarını’ söyledi. Alman bilim insanlarının yakın gelecekteki bir diğer amacı ağır bir izotop olan döteryum kullanarak hidtojen çekirdeğini 100 milyon dereceye kadar ısıtmak. Böylece, Güneş’in çekirdeğindeki ısıya erişilmiş olacak.
Harcanan zaman ve elde edilen başarıya rağmen, W7X AB’nin nihai nükleer füzyon projesi değil. İlk denemesini 2020’li yıllarda yapması beklenen Cadarache, maliyeti toplam 10 milyar Euro’yu geçecek mega bir nükleer füzyon makinesi olacak.
Bilim insanların 50 yıldan fazla bir süredir nükleer füzyon ile Güneş’in sıcaklığına erişmeye çalışıyor. Eğer bu gerçekleşirse, insanlık 150 milyon kilometre mesafeyi bir nevi ortadan kaldırmış olacak.
Not: Bu makalanin orijinali Turkcell Blog’da yayımlanmıştır.