Çin yapay güneş üretiyor!

Biz tükenebilir enerjileri kaynaklarını sonuna kadar kullanmaya çalışarak enerji ihtiyacımızı karşılamaya çalışırken, dünyanın bazı noktalarında yenilenebilir enerjiye dönük çalışmalar sürüyor.
Çin'in Jiangsu eyaletindeki Hefei Fizik Bilimi Enstitüsü'nde, güneşin merkezindeki ısının 3 katı daha sıcak hidrojen gazı üretildi. 102 saniye süren bu deneyde 50 milyon Kelvin (49.999 milyon derece) ısı elde edildi. Güneşin merkezindeki ısı ise 15 milyon Kelvin (14.999 milyon derece) civarında.

Tokamak isimli ve simit şeklindeki manyetik füzyon reaktöründe nükleer füzyon ile üretilen bu yapay güneş, aynı zamanda temiz ve sınırsız enerji olarak da kullanılabilecek.

Tokamak, plazmanın kapalı manyetik alan bölgesi içinde hapsedilmeye çalışıldığı, toroidal manyetik alan üreten, bir plazma tutucu sistemdir. Plazma çok sıcak bir madde olduğundan, tutulabilmesi için manyetik alandan faydalanılan bu makine füzyon enerjisi üretmekte kullanılır.

Tokamak, Rusça'da "тороидальная камера в магнитных катушках" (toroidal odadaki manyetik sarmallar) söz öbeğinin kısaltılmış halidir. 1950lerde Sovyet fizikçiler Igor Yevgenyevich Tamm ve Andrei Sakharov tarafından bulunmuştur.

Enstitüde erişilen ısı, yarı büyüklükteki termonükleer patlamada ortaya çıkanla hemen hemen aynı. Çinli bilim insanlarının hedefi, güneşin içerisinde gerçekleşen nükleer füzyonlara yakın bir sonuç elde etmekti.

Üst kısımda reaktörün içini görüyoruz. Alttaki verilere dikkatli baktığımızda ise 100 saniyeyi aşan süreyi ve reaktörün 50 milyon Kelvin sıcaklığa eriştiğini görüyoruz.

İddialara göre deneylerde 50 milyon Kelvin'den daha fazla ısı da elde ettiler. Fakat ortaya çıkan bu ısı 90 saniyeden fazla sürmedi.

Başka bir iddiaya göre ise Avrupalı ve Japon fizikçiler de Çin'in eriştiği ısıya çıkabildi ancak bu ısı 60 saniyeden fazla muhafaza edilemedi.

Bu da reaktörün içinin boş hali. Plazma çok sıcak bir madde olduğundan plazmanın tutulabilmesi için manyetik alandan faydalanılıyor. Tokamak da bu sistemlerden birisi.

Tokamak reaktörü, plazmanın kapalı manyetik alan bölgesi içinde hapsedilmeye çalışıldığı bir plazma tutucu sistemi. Yani ortaya çıkan ısının dağılmamasını sağlıyor. Fakat böylesi devasa bir ısıyı kontrol etmek elbette kolay değil.

Çin'in bir sonraki hedefi ise 100 milyon Kelvin (99.999 milyon derece) ısıyı 1000 saniye (yani 17 dakika) boyunca muhafaza edebilmek. Gerçi bir sonraki hedef diyoruz kafamızda bir basamaklandırma canlanmasın çünkü projenin nihai hedefi zaten buna erişmek. Tabii hem buna erişebilecek hem de ticari anlamda geliştirilmesi sürdürülebilecek bir tesisin hayata geçirilmesinin on yıllar sürebileceği belirtiliyor.
Günümüzde, termal güç istasyonlarını besleyen hakim sistem olan nükleer fisyonda uranyum,trityum vb. gibi bölünebilir elementlerin atomlarına ayrılması yöntemi kullanılıyor. Yani bilimsel dille ifade edecek olursak, iki hafif element nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır bir element meydana getiriyor. Bu tepkimenin sonucunda da çok büyük miktarda enerji açığa çıkıyor.

Buna karşın, haberimize konu olan füzyon reaktörleri, örneğin iki hafif atomu (örn. hidrojen atomu) birlikte eritme esasına dayanıyor ki bu işlem sonucunda hem ortaya nükleer fisyona kıyasla üç dört kat daha büyük enerji çıkıyor hem de daha da önemlisi radyoaktif bir artık oluşturmuyor.
Burada temel soru(n) ise üretilmesi gereken ısının miktarı. Çünkü nükleer fisyon sadece birkaç yüz derecelik ısı oluşturabilirken füzyon için en az 100 milyon derece gerekiyor.

Gelelim Çin'in neden bu projeye büyük önem verdiğine. Aslında bunun nedeni oldukça basit. Çin'in nüfus problemini hepimiz biliyoruz. Ayrıca ülkedeki günlük petrol tüketimi, üretim miktarından 6,3 milyon varil yüksek. Fosil yakıtların ilerleyen yıllarda tükeneceğini düşünürsek, Çin'in bu hamlesi oldukça mantıklı diyebiliriz.