Artık gerçek bir füzyon enerjisi buluşumuz var.

Dünyanın en kuvvetli lazerine ev sahipliği meydana getiren California, Livermore’daki Ulusal Ateşleme Tesisi’ndeki araştırmacılar Salı günü füzyon gücü arayışlarında tehlikeli sonuç eşiği geçtiklerini duyurdular: reaksiyondan koyduklarından daha çok enerji elde etmek.

Bu, 1) çok büyük bir bilimsel ilerleme ve 2) güneşe güç veren tepki olan füzyonu bolca oranda temiz enerjinin uygulanabilir bir deposu olarak kullanmaktan hala fazlaca, fazlaca (uzun) bir yol. National’da müdafa programları yönetici yardımcısı Marvin Adams, 5 Aralık’ta ekip, ufak bir yakıt peletine 192 lazer ışını ateşledi ve lazerlerin koyduğundan birazcık daha çok enerji üretti, “ortalama 2 megajul giriş, ortalama 3 megajul çıkış” Nükleer Güvenlik İdaresi, Salı günü düzenlemiş olduğu basın toplantısında.

Füzyonu elektrik şebekesi için hakikaten elektrik üretebilecek bir şey yapmak için, ateşleme bitiş çizgisini öylece aşamaz; onu geçmek zorundadır. Bu duyuru, mühim bir artımlı ilerlemedir, sadece atılım, ergonomik kullanım için yeterince ileri gitmez. NIF’in kendisi bir araştırma laboratuvarı olduğundan, teknolojisinin güç üretmesi amaçlanmamıştır. Bundan dolayı, bu yeni yaklaşımı kullanmak için bir füzyon reaktörü tasarlamak, başlı başına bir mühendislik mücadelesi olacaktır.

NIF, ABD Enerji Bakanlığı tarafınca işletilen Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nın bir parçasıdır. Enerji Bakanı Jennifer Granholm Salı günü yapmış olduğu açıklamada, “ABD’nın liderliği bu şekilde görünüyor ve biz daha yeni başlıyoruz” dedi.

Financial Times ilk olarak Pazar günü bir füzyon atılımı duyurusunun fazlaca yakında bulunduğunu deklare etti.

Nükleer füzyon, hidrojen ve helyum benzer biçimde ufak atomların çekirdeklerinin çarpıştığı ve birbirine yapışarak, teoride elektrik üretmek için kullanılabilecek çok büyük ısı ürettiği reaksiyonu ifade eder. Bu, uranyum benzer biçimde büyük atomların parçalandığı geleneksel nükleer santrallerde kullanılan fisyon reaksiyonunun tersidir. Füzyon için mesele, çekirdeklerin pozitif yüklü olması ve dolayısıyla birbirlerini itmeleridir. Muhalefetlerinin üstesinden gelmelerini sağlamak için, onları sınırı olan bir alanda hakikaten fazlaca süratli hareket ettirmeli ve plazma olarak malum yüksek enerjili bir madde hali yaratmalısınız.

Bilim adamları bunu yapmak için onlarca senedir savaşım ettiler. İki ana yaklaşım vardır: Birincisi, NIF’in stratejisi olan, ufak bir yakıt topağının kuvvetli lazerlerle sıkıştırılmasıdır. Diğeri ise plazmayı güneşten daha yüksek sıcaklıklara kadar ısıtmak ve onu mıknatıslarla tutmaktır. Şu anda cenup Fransa’da yapım aşamasında olan dünyanın en büyük füzyon projesi olan ITER, tepkiyi bu şekilde üretecek.

Güneş ve öteki yıldızlar, milyonlarca mil öteden deneyimleyebileceğimiz ışık ve ısıyı üreten füzyon reaksiyonları oluşturmak için atomları hızlandıran ve sınırlayan çok büyük yerçekimi oluşturmak için kafi maddeye haiz oldukları için bunu başarabilirler.

Burada, Dünya’da insanlık aslına bakarsak 1952’den beri termonükleer silahlarda füzyon üretmeyi biliyor. Bilim adamları laboratuvarlarda da füzyon üretebildiler, sadece yalnızca aralıklı olarak ve büyük bir enerji harcamasıyla: Bir kibrit yakmak için kaynak makinesi kullandığınızı hayal edin. Füzyon arayışındaki yavaş ilerleme, onu kafi araştırma fonu elde etme mücadelesine dönüştürdü ve bu da ilerlemeyi engelledi.

1997’de Ulusal Bilimler Akademisi, NIF’de füzyon için kale direği olarak ateşlemeyi kurdu. Ateşlemeyi, yakıt hedefinden ona çarpan lazer enerjisi miktarından daha çok enerji anlamına gelen “birlikten daha büyük kazanç” olarak tanımladı.

Aylardır, NIF’deki bilim adamları kışkırtıcı bir halde yakınlaştılar. Geçen yıl, orada yolun ortalama yüzde 70’ini aldıklarını söylediler. NIF’de bir plazma fizikçisi olan Tammy Ma geçen yıl Vox’a “Ateşleme eşiğindeyiz” dedi.

Şimdi o çizgiyi aştılar.

Michigan Üniversitesi’nde bir plazma fizikçisi olan Carolyn Kuranz, bir e-postada, “Bu netice, laboratuvarda füzyon ateşlemesini başardıklarına dair hiçbir sual bırakmadan bu işareti açıkça aşıyor” dedi.

Umair İrfan/Vox

California Los Angeles Üniversitesi’nden bir plazma fizikçisi olan Troy Carter, NIF’in büyük bir atılım gerçekleştirmesine karşın gerekenin fazlaca altında bulunduğunu deklare etti. Ulusal Bilimler Akademisi’nin işaret etmiş olduğu benzer biçimde, anahtar ölçü, “Q” olarak da adlandırılan füzyon enerjisi kazanç faktörüdür. Bu, bir füzyon reaksiyonunu başlatmak ve sürdürmek için kullanılan gücün üretilen güce oranıdır. 1’lik bir kazanç, reaksiyonun eşit olduğu anlamına gelir. NIF’deki son duyuru, kabaca 1,5’lik bir kazanç gösteriyor, bu da reaksiyonun enerji pozitif hale geldiği anlamına geliyor.

Sadece bu, yalnızca enerji girişini, yakıt hedefini vuran lazer enerjisine dar bir halde tanımlarsanız olur. Lazeri şarj etmek ve ateşlemek için ihtiyaç duyulan toplam enerji miktarını, ortalama 300 megajoule hesaplarsanız, son sonuçlar hala fazlaca kısadır. Füzyondan lazerin elektrik şebekesinden gereksinim duyduğundan daha çok enerji üretmek için 100 yada daha çok kazanca ihtiyacınız olacaktır.

Öteki bir sınırlama, NIF’in günde yalnızca birkaç lazer atışı yapabilmesi ve ihtiyaç duyulan elektrik miktarının kimi zaman laboratuvarda elektrik kesintilerine niçin olabilmesidir. Gerçek bir füzyon reaktörünü çalıştırmak için saniyede ortalama 10 atış yapmanız gerekir.

Yakıtın kendisi de daha verimli yanabilir. Carter bir e-postada, “NIF atışı, kapsüldeki yakıtın yalnızca ufak bir kısmını yaktı,” dedi. “Daha çok yakıt yakmanın bir yolunu bulabilirseniz, kazanç mühim seviyede artar.”

Bu, atomları sıkıştırmaya yönelik daha çok lazer enerjisi elde etmek için ufak yakıt topaklarının ince ayarını içerecektir.

Lazere ulaşınca, NIF iyileştirme için fazlaca yeri olan eski bir teknoloji kullanıyor. Lazerler, elektriği lazer ışığına dönüştürme açısından yalnızca ortalama yüzde 1 verimliyken, daha çağdaş tasarımlar yüzde 20 verimli olabilir. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı direktörü Kim Budil bir basın toplantısında “NIF, 1980’lerin lazer teknolojisi üstüne inşa edilmiştir” dedi.

Gene de ateşlemeyi başarmak tehlikeli sonuç bir dönüm noktası ve bilim adamlarının doğru yolda bulunduğunun mühim bir işareti. Carter, “iklim değişikliğini etkileme umuduyla, füzyon enerjisini olabildiğince acele geliştirmek ve dağıtmak için agresif bir baskı için daha çok gerekçe sağlıyor!”