Bilim insanları, nükleer füzyon hedefinde büyük bir adım attı

ABD’li bilim insanları, nükleer füzyonu, yani yıldızlara güç veren süreci, insanlık için uygun bir enerji kaynağı yapma yolunda önemli bir adım attı. Araştırmacılar, nükleer füzyon (kaynaşma) çalışmalarında füzyon reaksiyonlarının enerjinin hakim kaynağı olduğu “yanan plazma” hedefine ulaştı.

Dünyadaki nükleer reaktörler, nükleer fisyon denilen ve ağır bir elementin atomlarının parçalanarak hafif elementlere dönüştürülmesinde açığa çıkan enerjiyle çalışıyor. 1950’den beri bilim insanları, Güneş'te var olan, iki hafif elementin kaynaşarak daha ağır bir elemente dönüşmesi olarak açıklanan nükleer füzyonu araştırıyor. Bu süreç, Dünya’da yıldız üretmeye de benzetiliyor.

California’daki National Ignition Facility'de (NIF/Ulusal Ateşleme Tesisi) deney yapan araştırmacılar, hidrojen yakıtını bir kapsül içinde ısıtmak ve sıkıştırmak için güçlü bir lazer kullandı. Dünyanın en yüksek enerjili lazerinden çıkan 192 ışını, hidrojen elementinin farklı formları olan döteryum ve trityum içeren biber büyüklüğünde bir kapsüle yönlendirdiler.

Bu ışınlar, kapsülün içindeki deuterium ve tritiumu kurşundan 100 kat daha yoğunluğa sıkıştırırken, sıcaklığını 100 milyon santigrat dereceye çıkardı. Bu, Güneş’in merkezinden bile daha sıcak.

Kapsülün içerisinde elektrikle yüklü plazma oluşturan bilim insanları, plazma formunda elektronların atomun çekirdeğinden ayrıldığını, tek kalan çekirdeklerin yeniden kaynaşması (füzyon) sırasında da enerji ortaya çıktığını belirtti.

NÜKLEER FÜZYON İÇİN İLK

Fizikçi Annie Kritcher, süreci başlatmak için kullanılan lazer enerjisi yerine füzyon reaksiyonlarının, plazmadaki ısınmanın hakim enerji kaynağı olduğunu söyledi. Açıklamasının devamında ise, "Bu deneylerde, bir füzyon araştırma tesisinde ilk defa, füzyon reaksiyonlarını başlatmak için gerekli enerjiden fazlasını, füzyon reaksiyonu gösteren yakıttan elde ettiğimiz yanan plazma evresine ulaştık." dedi.

Nükleer füzyonun gerçekleştiği NIF'deki oda (Foto: Philip Saltonstall)

Araştırma ekibi, plazmanın şeklini kontrol etmedeki zorluklar nedeniyle daha önce bu aşamaya ulaşamadıklarını söyledi. Ancak kapsülü, daha fazla hidrojen yakıtı alacak ve daha fazla enerji emebilecek şekilde tasarladıktan sonra ilk kez füzyonun daha fazla ısınma sağladığı bir sistem oluşturduklarını belirtti.

Bunun yanı sıra, bilim insanları, yanan plazma evresine ulaşırken de enerji kaybı gerçekleştiğini açıkladı. Ekip, çalışmayı nükleer füzyonun kilit hedefi "ateşleme" ve enerji üretiminden önceki son dönüm noktalarından biri olarak açıkladı. Araştırma bulgularını Nature dergisinde iki ayrı makalede yayımladılar.