Almanya'nın Greifswald Kentinde Yeni Füzyon Rekoru

Almanya'nın Greifswald kentinde yer alan Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü'nde bulunan W7-X nükleer füzyon reaktörü, gerçekleştirilen son testlerde önceki füzyon rekorlarını geride bıraktı ve reaktör performansları açısından yeni bir çığır açtı. “Stellaratör” tipi reaktör, içindeki son derece sıcak plazmayı altı dakika boyunca sürdürürek 1,8 gigajoule enerji üretmeyi başardı. Böylelikle W7-X, daha önce benzer testlerde başarı gösteren Çin, Japonya ve İngiltere'deki tokamak reaktörlerini de geçerek dikkate değer bir başarı sergiledi.

Nükleer Füzyon Nedir?

Nükleer füzyon çalışmaları, Güneş'teki nükleer süreçleri taklit ederek sürekli ve temiz enerji üretmeyi hedefliyor. İki hafif elementin nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır bir elemente dönüşmesine nükleer füzyon denir. Bu süreç, hidrojen izotoplarının yüksek sıcaklıkta bir araya gelmesiyle büyük miktarda enerji açığa çıkarır. Doğada Güneş'te kendiliğinden gerçekleşen bu dönüşüm, dünya üzerinde insan eliyle gerçekleştirilmeye çalışılmakta. Ancak bu reaksiyonun sürekli ve stabil bir şekilde sürdürülebilmesi teknik olarak oldukça zordur. Şu anki reaktörler, harcadıkları enerjiden fazlasını üretememektedir.

Güneş, sıcaklık ve nükleer füzyon sürecini 4,6 milyar yıl boyunca sürdürebiliyorken, Dünya'daki reaktörlerde bu reaksiyon çok kısa süreliğine gerçekleştirilebiliyor. Füzyon enerjisi, mevcut nükleer reaktörlerden farklı bir yapıya sahiptir. Kullanımdaki reaktörlerde "nükleer fisyon" adı verilen başka bir süreç işler. Fisyon, büyük bir atom çekirdeğinin parçalanarak daha küçük iki veya daha fazla çekirdeğe dönüşmesi anlamına gelirken, füzyonda atomlar bir araya gelerek daha ağır bir atom oluşturur.

Almanya'nın Rekoru

Stellarator tipi reaktörler, bu meselelerin çözümünde en umut verici tasarımlardan biri olarak öne çıkmaktadır. Bu reaktörler, yüksek enerjili plazmayı halkaya benzer bir vakum odasında güçlü mıknatıslarla kontrol eder. Bu yöntem, benzer şekilde çalışan tokamak türü reaktörlere kıyasla plazmayı daha uzun süre stabil tutabilme yeteneğine sahiptir. Son testlerle W7-X, plazmayı uzun bir süre stabil bir şekilde tutma başarısını gösterdi. Bunun en dikkat çekici yönü ise “üçlü çarpım” (triple product) değerinde yeni bir rekor kırılmasıydı. Bu değer, plazmanın yoğunluğu, sıcaklığı ve enerjiyi ne kadar süre tutabildiğini gösterir; daha yüksek bir üçlü çarpım, füzyonun daha verimli hale geldiğinin bir işaretidir.

30 Milyon Derece Sıcaklık

Bu başarıda etkili olan diğer bir unsur ise yeni geliştirilmiş yakıt enjektörü oldu. Reaktöre saniyede 800 metre hızla 90 adet donmuş hidrojen peleti enjekte edildi. Aynı anda yapılan mikrodalga ısıtması ile plazma 30 milyon derece sıcaklığa ulaştı. Bu senkronizasyon, plazmanın daha uzun süre stabil kalmasına olanak tanıdı. Reaktör ayrıca, altı dakikalık bir çalışmayla 1,8 gigajoule enerji dönüşümü sağlayarak önceki rekoru (1,3 gigajoule) geçmeyi başardı ve böylece Çin'deki EAST reaktörünün önceki başarısını da geride bıraktı.

Bu gelişmenin sadece rakamlarla sınırlı olmadığını belirten IPP uzmanlarından Robert Wolf, "Bu başarı, stellarator teknolojisinin geçerliliğini kanıtlayan önemli bir adım ve uluslararası işbirliğinin bir sonucudur." dedi. Wendelstein 7-X’in elde ettiği bu sonuçlar, hayal edilen temiz ve sınırsız enerjiye bir adım daha yaklaşılmış olabileceğini göstermektedir.