10 soruda füzyon gelişmesi

ABD Enerji Bakanlığı ve Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi 13 Aralık günü,  Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda büyük bir bilimsel gelişme gerçekleştirdiğini duyurdu.

Duyuruda ilk kez bir nükleer füzyonda reaksiyonu ateşlemek için kullanılan enerjiden daha fazla enerji ürettiklerini açıkladılar.

ABD Enerji Bakanı Jennifer Granholm, Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndan bilim insanlarıyla birlikte Washington’da yaptığı konuşmada, araştırmacıların ilk kez bir füzyon reaksiyonunda, reaksiyonu ateşlemek için kullanılandan daha fazla enerji ürettiğini ve bunun “net enerji kazancı” olduğunu ifade etti.

60 yılı aşkın süredir bunun üzerinde çalıştıklarını belirten Granholm, “Bu 21. yüzyılın en etkileyici bilimsel başarılarından biri” diyerek, füzyon buluşunun tarih kitaplarına geçeceğini kaydetti.

Bu gelişmenin ne anlama geldiğini astrofizikçi ve popüler bilim yazarı Doç. Dr. Selçuk Topal 10 soruda Gezegen için yanıtlıyor.

Doç. Dr. Selçuk Topal.  | Fotoğraf: Topal’ın arşivi.

➀ Füzyon enerji nedir?

S.T: Füzyon hidrojen gibi hafif elementlerin birleşerek helyum gibi daha ağır elementler oluşturmasına denir. Bunun için çok yüksek sıcaklık ve basınç gerekir. O nedenle bu olayın doğal olarak gerçekleştiği yer yıldızların çekirdekleridir.

ABD Enerji Bakanı Jennifer Granholm. | Fotoğraf: Dean Calma via IAEA

➁ ABD’nin açıklaması neden önemli?

S.T: Füzyon olayını başlatmak için sisteme verilen enerji ile füzyon sonrası ortaya çıkan enerji arasında bir fark vardı. Ortaya çıkan enerjinin daha büyük olduğu anlaşıldı. 1960’lı yıllardan beri bunun başarılabileceği konuşuluyordu ve başarıldı. İşte bu nedenle bu çalışma önemli. Füzyon enerjisi temiz bir enerji şekli. Ancak önemli bir diğer nokta ise şu. Sisteme verilen enerjiyi ve çıkan enerjiyi dikkate alırsan böyle bir pozitif fark söz konusu. Eğer deneyde kullanılan 192 lazerin istenilen düzeyde enerji üretmesi için sisteme verilen toplam enerjiyi dikkate alırsak aslında sisteme giren enerji sistemden çıkan enerjiden çok daha büyük. Bu çalışmayı harika bir ilk adım olarak değerlendirmek gerek.

Ulusal Ateşleme Tesisi’nin 192 lazer ışınıyla 5 Aralık 2022’de füzyon ateşlemesi oluşturmak için küçük bir yakıt peletine 2 milyon joule’den fazla ultraviyole enerji sağladığı hedef odası. | Fotoğraf: Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı

➂ Füzyon (projeleri) dünyada nerelerde var?

S.T: Kore, İngiltere, Çin ve uluslararası başka bir proje olmak üzere Dünya üzerinde birçok buna benzer çalışma var. Bu projelerin yaptığı temel şey 100 milyon derecenin üzerinde bir sıcaklığa ulaştırılmış gazı, yani bir başka ifadeyle plazmayı, dengede tutabilmek. 100 milyon derece Güneş’in merkezindeki sıcaklıktan çok daha yüksek bir sıcaklıktır. Ancak unutmamak gerekir ki bu deneyler şimdilik çok minik bir miktar gaz kullanılarak gerçekleştirilmektedir.

Ulusal Ateşleme Tesisi’nde 5 Aralık 2022’de tutuşturmak için kullanılan kriyojenik hedef türünü barındıran hohlraum. | Fotoğraf: Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı

➃ Füzyon neden sonsuz temiz enerji kaynağı olarak tanımlanıyor?

S.T: Aslında sonsuz enerji diye bir şey yok. Ancak hidrojen bulunması kolay bir element. Evrendeki en bol element. Şu anki sorun ise şu: Hidrojenin bazı özel izotopları şu an ancak çok kısıtlı miktarlarda üretilmektedir. Yani bu konuda yapacak daha çok iş var.

Fotoğraf: Frédéric Paulussen via Unsplash.

➄ Füzyonun nükleer enerjiden farkı nedir?

S.T: Füzyon da bir nükleer enerji şekli. Nükleer kelimesi atom çekirdeğinde, o boyutlarda gerçekleşen olaylara atıf yapar. Ancak füzyon diğer bir reaksiyon çeşidi olan fisyon gibi değildir. Fisyon uranyum gibi ağır ve radyoaktif elementlerin parçalanması olayına denir. Günümüz nükleer santrallerinde yapılan şey budur. Ancak fisyon sonucunda hem radyoaktif atık bırakmış olursunuz hem de doğaya zarar verecek sera gazları ortaya çıkar. O nedenle füzyon çok daha temiz bir enerji kaynağıdır.

➅ Neden yapay güneş enerjisi olarak tanımlanıyor?

S.T: Çünkü füzyon olayı yıldızların merkezinde gerçekleşen bir olay. Kabaca söylersek, güneşimizin merkezinde her saniye 700 milyon ton hidrojen 695 milyon ton helyuma dönüşüyor. Bu esnada ortaya çıkan kütle farkı enerji olarak salınıyor. Güneş’i parlatan şey ve dolayısıyla Dünya’daki canlılığın kaynağı işte budur. O nedenle buna yapay güneş enerjisi diyoruz.

Fotoğraf: Callum Shaw via Unsplash.

➆ Fosil yakıtlara ihtiyaç azalacak mı?

S.T: Evet. Zaten fosil yakıtların yakın bir zamanda tükeneceği söyleniyor. Diğer enerji üretim seçenekleri içerisinde füzyon da bir seçenek olarak karşımıza çıkıyor.

Füzyon reaksiyonu. | Fotoğraf: Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı.

➇ Füzyonla enerji üretimi ne kadar yakın?

S.T: Bu enerji üretim şeklinin ticari hale gelmesi onlarca yıl sürebilir. Bugünden kestirmek çok zor. Ancak bilim ve teknoloji baş döndürücü bir hızda ilerlediği için bu yüzyıl bitmeden hayata geçebilir dersek bu hayalperestlik olmaz.

Görsel: Flickr

➈ Füzyon enerjinin Dünya için oluşturabileceği negatif sonuçlar var mı?

S.T: Enerji her şey demek. O nedenle ülkeler arasındaki ekonomik uçurumlar artabilir. Bu işe yatırım yapmayan veya daha başka enerji üretim şekillerine yatırım yapmayan ülkeler ekonomik baskıyı en çok hisseden ülkeler olacaktır diye düşünüyorum. Diğer yandan daha ölümcül silahlar yapma olasılığı da çok yüksek. Gelecekte savaşların ve ekonomilerin çok farklı araçlar ile şekillendiği zamanlara şahit olacağız.

Fotoğraf: Unsplash.

⑩ Bu gelişme hayatımıza ne katacak?

S.T: Beni en çok ilgilendiren konu füzyon enerjisinin temiz bir enerji şekli olması. Dolayısıyla insan nedeniyle doğaya verilen zarar azalabilir. Bu da tüm insanlığın yararına olacak bir gelişmedir. Evren çok büyük bir yer ve henüz Dünya 2.0’ı bulamadık. O nedenle bu gezegene elimizden geldiğince iyi bakmamız gerek. Eğer füzyon enerjisi bunu bir nebze olsun sağlayacaksa bu hepimiz için iyi olur.