Çin, geleceğin enerji kaynakları arasında gösterilen nükleer füzyon çalışmalarında önemli bir aşamaya geçti. Hefei kentinde yapımı sürdürülen ve kamuoyunda “yapay güneş” olarak anılan BEST füzyon reaktörünün ana kompleksi tamamlandı. Böylece 2023 yılında başlayan projede inşaat aşamasından reaktörün asıl montaj sürecine geçildi.
Projenin hedefi yalnızca çok sıcak bir plazma oluşturmak değil. Çinli bilim insanları, füzyon reaksiyonlarının kendi kendini sürdürebileceği “yanan plazma” koşullarını araştırarak gelecekte füzyondan enerji elde edilebilmesinin önünü açmayı amaçlıyor.
Nükleer Füzyon Neden Bu Kadar Önemli?
Nükleer füzyon, Güneş’in enerji üretme yönteminin temelinde bulunan süreç. Bugün kullanılan nükleer santrallerde atom çekirdekleri parçalanırken, füzyonda hafif atom çekirdekleri birleştiriliyor.
Örneğin hidrojenin izotopları olan döteryum ve trityum, uygun koşullar altında bir araya geldiğinde helyum çekirdeği ve yüksek enerjili bir nötron ortaya çıkıyor. Bu süreçte oldukça yüksek miktarda enerji açığa çıkıyor.
Ancak Dünya üzerinde bu reaksiyonu kontrollü şekilde gerçekleştirmek son derece zor. Plazmanın sıcaklığının 100 milyon derecenin üzerine çıkması ve bu sıcaklıktaki maddenin reaktörün duvarlarına temas etmeden kontrol altında tutulması gerekiyor.
İşte tokamak adı verilen füzyon cihazları tam olarak bu amaçla kullanılıyor.
Çin’in BEST Reaktöründe Montaj Başladı
BEST, “Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak” adının kısaltması. Çin'in Hefei kentinde geliştirilen tesis, ülkenin füzyon araştırmalarında önemli projelerinden biri olarak görülüyor.
Ana kompleksin tamamlanmasının ardından şimdi reaktörün kritik parçalarının bir araya getirilmesi aşamasına geçildi. Vakum kabı, soğuk kalkan ve güçlü süper iletken mıknatıslar gibi sistemler tesis içerisinde yerleştiriliyor.
Reaktörün dört parçadan oluşan vakum kabının montajının tamamlandığı, ilk toroidal alan mıknatısının da testlerden geçirildiği bildiriliyor.
Bu parçalar sıradan bir makinenin montajından çok daha hassas bir süreç gerektiriyor. Çünkü füzyon sırasında ortaya çıkacak aşırı sıcak plazmanın kontrol altında tutulabilmesi için sistemlerin birlikte ve son derece hassas çalışması gerekiyor.
Dev Bir Termos Gibi Çalışacak
BEST'in çalışma mantığını anlamanın en kolay yollarından biri onu dev bir termos gibi düşünmek.
Reaktörün merkezinde milyonlarca derecelik plazma bulunacak. Ancak bu plazmanın reaktörün duvarlarına doğrudan temas etmesi istenmiyor. Bunun yerine güçlü manyetik alanlar kullanılarak plazmanın belirli bir bölgede tutulması hedefleniyor.
Bu görevi süper iletken mıknatıslar üstlenecek. Mıknatısların çevresinde ise çok düşük sıcaklıklarda çalışması gereken sistemleri korumak amacıyla soğuk kalkan bulunuyor.
Yani sistemin bir tarafında milyonlarca derecelik plazma, diğer tarafında ise yaklaşık -269 derece Celsius seviyelerinde çalışması gereken süper iletken mıknatıslar bulunuyor. Bu nedenle reaktörün farklı bölümleri arasında çok hassas bir yalıtım ve manyetik kontrol sistemi gerekiyor.
Hedef 200 Megavata Kadar Füzyon Gücü
BEST projesinde oldukça iddialı hedefler bulunuyor. Reaktörün 20 ila 200 megavat arasında füzyon gücüne ulaşması planlanıyor.
Bunun yanında bilim insanlarının özellikle üzerinde durduğu konulardan biri de plazmanın kendisini ısıtabilecek kadar enerji üretip üretemeyeceğinin gösterilmesi.
Bu nokta önemli çünkü füzyon araştırmalarında yalnızca yüksek sıcaklığa ulaşmak yeterli değil. Amaç, reaksiyonun mümkün olduğunca uzun süre kararlı şekilde devam edebilmesini ve enerji açısından verimli bir sistem oluşturulabilmesini sağlamak.
Projenin 2027 sonuna kadar tamamlanması hedefleniyor.
Ticari Füzyon Santrali İçin Henüz Yol Uzun
BEST'in tamamlanması, füzyon enerjisinin kısa süre içerisinde evlerde kullanılacağı anlamına gelmiyor. Proje öncelikle füzyon reaksiyonlarının kontrol edilmesi ve “yanan plazma” koşullarının araştırılması açısından önem taşıyor.
Ticari bir füzyon santralinin kurulabilmesi için plazmanın uzun süre kararlı tutulması, ortaya çıkan enerjinin kullanılabilir elektriğe dönüştürülmesi, malzemelerin yüksek enerjili nötronlara dayanabilmesi ve sistemin ekonomik olarak çalışabilmesi gibi birçok sorunun çözülmesi gerekiyor.
