Nükleer füzyon, insanlığın ihtiyaç duyduğu yüksek enerji talebine harika bir çözüm olarak görülse de şu anda hayatımıza giremiyor. Bilim dünyası bu güç tekniğini mümkün kılmak için çalışmalarını sürdürürken bugün büyük bir duyuru geldi.
Nükleer füzyonu gerçekleştirmek için çok büyük tesislere ve sistemlere ihtiyaç duyulurken, Almanya’daki bilim adamları bu ihtiyacı gidermeyi başaracak bir keşifte bulundular. Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü’nden (IPP)Bilim adamları, plazmaları milyonlarca derecede küçük bir alana hapsetmek için öncü olabilirler.
Füzyon reaktörleri daha küçük hacimli olabilir:
Physical Review Letters’ta yayınlanan araştırmaya göre, Fransa’da inşa edilmekte olan ITER deneysel reaktörü, ‘ ASDEX Yükseltmesi ‘ tokamak deneyi sayesinde füzyon santralinde en gelişmiş şekilde elektrik üretilmesini sağlayacak. Üstelik bu güç çok daha düşük maliyetli ve çok daha kompakt bir sistemde elde edilecek.
Detaylara girmeden önce mevcut füzyon reaktörlerini bilmekte fayda var. Günümüzün nükleer füzyon reaktörleri ve enerji santralleri, ‘tokamak’ adı verilen dev plazma odaları sayesinde çalışmaktadır. 100 milyon santigrat dereceye ulaşan plazma bu odanın içindeki duvarların içindeki bir manyetik alanda hapsolur. Bu sayede plazma duvarlarla etkileşime girmez ve basitçe söylemek gerekirse duvarlar erimez veya hasar görmez.
Yeni geliştirilen sistem aslında tokamak mantığını takip etmeye devam ediyor. Bununla birlikte, hapsolmuş plazmanın yapısında önemli değişiklikler içerir. Plazma en alçak nokta (X noktası)ortasında en az 25 santimetre olan ve ‘saptırıcı’ adı verilen ve toka’da kritik bir işlevi yerine getiren modül. 5 santimetre azaltmayı başardı.
Bu başarı sözde “X-noktalı radyatör” sayesinde mümkün olmuştur. X noktası radyatörü yaklaşık 10 yıl önce keşfedildiplazmaya eklenen nitrojen miktarı belirli bir maliyeti aştığında özel olarak şekillendirilmiş manyetik kafeslerde oluşur.
Bu olay, özellikle UV aralığında güçlü bir şekilde yayılan küçük, ağır bir hacmin oluşmasına neden oldu. Bu olay tokamak içinde halka şeklinde parlayan bir plazma olarak görülebilir, Hem görünür ışık hem de UV radyasyonu yayabilir.
X noktası radyatörünün, X noktası ile saptırıcı arasındaki boşluğu azalttığı yeniden keşfedildi. IPP Fizik Profesörü Dr. Tilmann Lunt keşiflerini şu şekilde paylaştı:
Bu keşif ne yapacak?
- Tokamakların içindeki deflektörler çok daha küçük tasarlanabilir.
- Plazma saptırıcıya daha yakın olacağı için tokamak içindeki vakum alanının hacmi azalacaktır.
- Mevcut tokamakların vakum alan hacmi X nokta radyatörü ile birleştirilirse plazma hacmi neredeyse iki katına çıkarılabilir.Sonuç olarak, füzyon güç çıkışı da artacaktır.
X-noktası radyatörünün etkisinin kesin olduğunun anlaşılabilmesi için daha birçok deney yapılması gerektiği belirtiliyor. Etkinliği mümkün kılan ASDEX Yükseltmesinin 2024 yılında Garching tokamak’a entegre edilmesi planlanıyor.
