Füzyon gücünde tarihi muvaffakiyet: 8,6 MJ güç üretimi ile rekor kırıldı

Amerika Birleşik Devletleri’nde bulunan Ulusal Ateşleme Tesisi (National Ignition Facility – NIF), nükleer füzyon alanındaki sonları bir defa daha zorladı. ABD Güç Bakanlığı’na bağlı Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı bünyesinde faaliyet gösteren tesis, son deneylerinde 8,6 megajoule (MJ) güç üretmeyi başararak daha evvelki rekorunu açık orta geride bıraktı.

ABD’den füzyonda bir atılım daha

NIF, 2022 yılında gerçekleştirdiği deneyle denetimli bir füzyon yansımasından elde edilen gücün birinci sefer giriş gücünü aştığını duyurarak tarihe geçmişti. 3,15 megajoule’lük bu güç çıkışı, bilim insanlarının onlarca yıldır ulaşmaya çalıştığı “net-pozitif enerji” gayesinin birinci kere laboratuvar ortamında başarılmasını simgeliyordu.

Ortadan geçen müddette yapılan geliştirmeler ve deneysel iyileştirmeler sonucunda, evvel 5,2 megajoule’lük bir çıkış elde edildi; akabinde ise 8,6 megajoule ile yeni bir rekora imza atıldı.

8,6 MJ’yi bağlama oturtmak anlaşılması açısından kıymetli. Standart bir 100 watt’lık akkor ampul, saatte 100 joule/saniye tüketir. Münasebetiyle füzyonda ortaya çıkan güç ile bir ampulü yaklaşık 24 saat boyunca yakmak mümkün. 8,6 MJ yaklaşık olarak 2,39 kWh’ye denktir. Bununla saatlerce dizüstü bilgisayarı çalıştırabilir yahut banyo sonrası saçınızı istediğiniz üzere kurutabilirsiniz.

Her ne kadar bu deneylerde elde edilen güç ölçüsü, lazer sistemini çalıştırmak için harcanan yaklaşık 300 megajoule karşısında epey düşük kalsa da, gaye esasen ticari üretim değildi. NIF’in misyonu, füzyonun denetimli halde gerçekleşebileceğini ve bu tepkilerden güç elde etmenin mümkün olduğunu kanıtlamaktı. Bu açıdan bakıldığında, ulaşılan sonuçlar bilimsel bir dönüm noktası niteliğinde.

Füzyon nasıl gerçekleşiyor?

NIF, atalet mahpusu füzyonu (inertial confinement fusion) ismi verilen bir usulü kullanıyor. Bu teknikte, yakıt olarak kullanılan döteryum ve trityum karışımı, elmas kaplı minik bir kapsül içine yerleştiriliyor. Kapsül, “hohlraum” ismi verilen altın bir silindirin ortasına konuluyor ve 192 yüksek güçlü lazerle gaye alınıyor. Lazerlerin tesiriyle oluşan X-ışınları, kapsülün dışını plazmaya dönüştürüyor ve içindeki yakıtın çok yüksek basınç altında sıkışmasını sağlıyor. Bu sıkışma sonucunda atom çekirdekleri birleşerek – yani füzyon gerçekleştirerek – güç açığa çıkarıyor.

5 Aralık 2022’deki tarihi deneyde, lazerler yakıt kapsülüne 2,05 megajoule güç gönderdi. Kapsülden saniyeler sonra gelen 3,15 megajoule’lük güç çıkışı, yalnızca bir laboratuvar zaferi değil; tıpkı vakitte onlarca yıl süren araştırmaların ve teknolojik yatırımların bir meyvesiydi. Deney, bağımsız uzmanlarca doğrulandı ve 13 Aralık 2022’de ABD Enerji Bakanlığı tarafından kamuoyuna duyuruldu.

2023 yılı boyunca NIF, başarılı denemelerine yenilerini ekledi. 30 Temmuz 2023’te 3,88 megajoule, Ekim ayında ise 2,4 ve 3,4 megajoule’lük güç çıkışlarıyla füzyon ateşlemesini birkaç kere daha başardı. Elbette tek müspet güç çıkışı elde eden NIF değil, farklı füzyon reaktörlerinde de 2022 sonrasında net kazanımlar elde edildi. NIF’in lazerleri dışında tokamak, stellaratör (Stellarator yahut yıldızlaştırıcı), Z-pinch ve manyeto-atalet üzere alternatifler bulunuyor. Bu füzyon teknolojilerini sitemizde aratarak daha fazla bilgiye ulaşabilirsiniz.