Günümüzde elektrik üretiminde kullanılan nükleer enerji, uranyum atomlarının parçalanması (fisyon) prensibine dayanır. Bu yöntem karbon salımı yapmasa da, tehlikeli radyoaktif atıklar oluşturması nedeniyle önemli bir dezavantaja sahiptir. Bilim dünyası bu soruna çözüm olarak, Güneş’in enerji kaynağı olan nükleer füzyonu geliştirmeye odaklanmış durumda.
Füzyon, hidrojen gibi hafif atom çekirdeklerinin aşırı yüksek sıcaklık ve basınç altında birleşerek helyuma dönüşmesiyle devasa bir enerji açığa çıkaran bir süreçtir. Bu teknoloji, karbonsuz, temiz ve neredeyse sonsuz enerji potansiyeli sunarken, fisyona kıyasla çok daha az radyoaktif atık üretir.
Stellarator Teknolojisi ile Gelen Rekor
Nükleer füzyon teknolojisi henüz deneysel aşamadadır ve bilim insanları plazmayı hapsetmek için farklı reaktör tasarımları üzerinde çalışmaktadır. En yaygın bilinen model, plazmayı manyetik bir alanda halka şeklinde tutan tokamak reaktörleridir. Ancak, “stellarator” adı verilen daha karmaşık bir sistem de ciddi bir alternatif olarak öne çıkmaktadır.
Almanya’da Yeni Dünya Rekoru
Almanya’da bulunan Wendelstein 7-X adlı stellarator reaktörü, nükleer füzyon alanında çığır açan yeni bir dünya rekoruna imza attı. Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü tarafından gerçekleştirilen deneyde, reaktör 43 saniye boyunca kararlı bir plazma reaksiyonu sürdürmeyi başardı. Bu süre, sadece stellarator’lar için değil, tokamaklar da dahil olmak üzere tüm füzyon reaktörleri için elde edilen en uzun plazma sürelerinden biri olarak kayıtlara geçti.
Başarının Sırrı: Üçlü Çarpım Değeri
Wendelstein 7-X’in bu başarısı, füzyon araştırmalarında kritik öneme sahip olan “üçlü çarpım (triple product)” değerini tokamak seviyelerine taşıdı. Bu değer, üç temel faktörün birleşiminden oluşur:
- Plazmadaki iyon yoğunluğu
- İyonların ulaştığı sıcaklık
- Enerjinin plazma içinde hapsolma süresi (ısı yalıtımı)
43 saniyelik deney boyunca elde edilen değerler, füzyonun ticari enerji üretimine geçişi için gereken eşiğe hiç olmadığı kadar yaklaştı.
30 Milyon Derecede Gerçekleşen Deney
Bu tarihi başarı, uluslararası bir işbirliğinin ürünüdür. ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nın geliştirdiği özel yakıt enjektörü, İspanya’daki CIEMAT ve Macaristan’daki HUN-REN Enerji Araştırma Merkezi’nin katkılarıyla reaktöre entegre edildi.
Deney sırasında reaktör, 43 saniye boyunca dondurulmuş hidrojen iyonlarından oluşan 90 adet pelet ile beslendi. Plazma, mikrodalga ısıtma yöntemiyle 30 milyon dereceye kadar ısıtıldı. Bu işlem, “elektron siklotron rezonansı” adı verilen ve füzyon için en verimli ısıtma yöntemlerinden biri olarak kabul edilen bir teknikle gerçekleştirildi. Otomatik atım frekanslarıyla çalışan pelet enjektörü, Popular Mechanics’e göre füzyon tarihinde bir ilki temsil ediyor.
“Bu Bir Dönüm Noktası”
Max Planck Enstitüsü’nden Prof. Dr. Thomas Klinger, elde edilen başarıyı tarihi bir gelişme olarak nitelendirdi:
“Yeni rekor, uluslararası ekibimiz için muazzam bir başarıdır. Wendelstein 7-X’in potansiyelini etkileyici bir şekilde ortaya koyuyor. Uzun süreli plazmalarda üçlü çarpımı tokamak seviyelerine çıkarabilmek, ticari enerji üretimine uygun bir stellarator geliştirme yolunda çok önemli bir kilometre taşıdır.”
Kırılan bu rekor, insanlığın temiz, sürdürülebilir ve güvenli enerjiye ulaşma hayalini gerçeğe bir adım daha yaklaştırsa da, uzmanlar füzyon teknolojisinin ticari olarak kullanılabilir hale gelmesi için önümüzde hala uzun bir yol olduğunu belirtiyor.