Almanya’nın Greifswald kentindeki Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü’nde bulunan W7-X nükleer füzyon reaktörü, son testlerde evvelki füzyon rekorlarını altüst etti ve reaktör performansları açısından yeni bir düzey belirledi.
“Stellaratör” tipi reaktör, içindeki son derece sıcak plazmayı altı dakikaboyunca sürdürerek 1,8 gigajoule güç üretti.
Bu muvaffakiyetle birlikte W7-X, daha evvel bu testlerde uygun performans gösteren Çin, Japonya ve İngiltere’deki tokamak reaktörlerini geride bıraktı.
NÜKLEER FÜZYON NEDİR?
Nükleer füzyon çalışmalarının en son gayesi, Güneş’teki nükleer süreci taklit ederek sonsuz ve pak güç üretmek. İki hafif elementin nükleer tepkiler sonucu birleşerek daha ağır bir element oluşturduğu sürece nükleer füzyon ismi veriliyor.
Nükleer füzyon, hidrojen izotoplarını yüksek sıcaklıkta birleştirerek büyük ölçüde güç açığa çıkarıyor. Güneş’te doğal olarak gerçekleşen bu süreç, dünyada insan eliyle oluşturulmaya çalışılıyor. Lakin bu tepkisi kararlı biçimde sürdürmek teknik açıdan çok sıkıntı. Şu anda kullanılan reaktörler, harcadıkları güçten fazlasını üretemiyor.
Sıcaklığını ve nükleer füzyon sürecini 4,6 milyar yıl sürdüren Güneş’e kıyasla bu tepki, Dünya’daki reaktörlerde çok kısa müddet boyunca devam ettirilebiliyor.
Füzyon gücü, halihazırda birçok ülkede inşa edilen ve kullanılan nükleer reaktörlerden farklı. Kullanımdaki reaktörlerde aslında “nükleer fisyon” denen öteki bir süreç işliyor. Fisyon, kütle numarası çok büyük bir atom çekirdeğinin parçalanarak daha küçük iki yahut daha fazla çekirdeğe dönüşmesi. Fisyonda bir atom parçalanırken, füzyonda ise atomlar birleşerek daha ağır bir atom ortaya çıkarıyor.
ALMANYA’NIN REKORU
Stellarator tipi reaktörler, bu meseleleri çözmede en umut verici dizaynlardan biri. Bu reaktörler, yüksek güçlü plazmayı halkaya benzeyen bir vakum odasında güçlü mıknatıslarla denetim ediyor. Metot, misal halde çalışan tokamak çeşidi reaktörlere nazaran plazmayı daha uzun mühlet kararlı tutabiliyor.
Son testlerde W7-X plazmayı uzun müddet kararlı halde tutmayı başardı. En dikkat cazibeli muvaffakiyet ise “üçlü çarpım” (triple product) kıymetinde yeni bir rekora ulaşılması oldu. Bu paha, plazmanın yoğunluğu, sıcaklığı ve enerjiyi ne kadar müddet tutabildiğini gösteriyor. Daha yüksek bir üçlü çarpım, füzyonun daha verimli hale geldiği manasına geliyor.
30 MİLYON DERECE SICAKLIK
Başarıda tesirli olan bir öteki öge da yeni geliştirilen yakıt enjektörü oldu. Reaktöre mermi suratında (saniyede 800 metre) 90 donmuş hidrojen peleti enjekte edildi. Birebir anda verilen mikrodalga ısıtması ile plazma 30 milyon derece sıcaklığa ulaştı. Bu senkronizasyon, plazmanın daha uzun mühlet kararlı kalmasını sağladı.
Reaktör ayrıyeten altı dakikalık bir çalışmada 1,8 gigajoule güç dönüşümü sağlayarak evvelki rekoru (1,3 gigajoule) geride bıraktı. Böylelikle Çin’deki EAST reaktörünün evvelki muvaffakiyetini da geçmiş oldu.
Bu gelişmenin yalnızca sayılardan ibaret olmadığını belirten IPP uzmanlarından Robert Wolf ise, “Bu muvaffakiyet, stellarator teknolojisinin geçerliliğini kanıtlayan değerli bir adım ve memleketler arası işbirliğinin ürünü” dedi.
Wendelstein 7-X’in elde ettiği bu sonuçlar, hayal edilen pak ve sınırsız güce bir adım daha yaklaşıldı manasına gelebilir.
