Füzyon enerjisi insanlık tarihini değiştirebilir

Arthur Turrell

DUVAR - ‘Nükleer füzyon’ adıyla bilinen sürecin evrenin herhangi bir yerinde bulunan ölçekte enerji üretebileceğine dair kanıt istiyorsanız, yalnızca gece gökyüzüne bakmanız yeter: Oradaki her bir ışık demeti, doğal bir nükleer füzyonla çalışan reaktördür. Onlarca yıldan beri, bilim insanları yıldızların enerji kaynağını Dünya’ya getirmeye çalıştılar ve Oxfordshire’da bulunan Culham Füzyon Enerjisi Merkezi, kısa süre önce duyurduğu dikkat çekici bir deneyle, yapay bir mini yıldızın ateşlenmesi ve bunun devam ettirilmesinde yeni bir dönüm noktasına ulaştı.

Kısaca ‘Jet’ [ing. Joint European Torus], tam olarak ‘Avrupa Ortak Torusu’ adı verilen çörek biçimli bir makine geliştiren bilim insanları, füzyon reaksiyonlarınca yayılan enerji bağlamında 1997 yılında kırılan daha önceki dünya rekorunu iki katına çıkardılar. Deney devam etmekteyken yayılan füzyon enerjisinin düzeyi dört adet rüzgar türbininin yaydığına eşdeğerdi; bu, endüstriyel ölçekte enerji üretimine doğru atılmış bir adım demek.

DENEYLER OLUMLU SONUÇLANIYOR

Jet’in tasarım ve hedeflerine uygun biçimde, yakıtı ısıtmak için ihtiyaç duyulandan daha düşük seviyede füzyon gücü üretildi. Aslında şimdilik hiçbir deneyde, füzyondan, reaksiyonları başlatmak için kullanılandan daha yüksek enerji elde edilmedi; bu işlem, dünya genelindeki füzyon bilimcilerin en önemli hedefi olmayı sürdürüyor. Ulaşılan en son neticelerin bize sağladığı şey, şu anda Fransa’da henüz yapımı devam eden ve uluslararası ortaklıkla finanse edilen ‘Iter Projesi’ gibi Jet’e benzer yollarla işleyen daha büyük ve daha güçlü yıldız enerjisi makinelerinin tükettiğinden daha fazla güç üretebileceklerine dair ikna edici bir bulgu oldu.

Önem taşıyan bir diğer husus, bu deneyin sadece beş saniye sürmesine karşın, reaksiyonların daha önce görüldüğü üzere yakıt içindeki bir bozulma yüzünden değil, destek ekipmanının aşırı derecede ısınması yüzünden durmasıydı. Yeni nesil makinelerde, kriyojenik soğutma sistemleri bu sorunu önleyebilir; hâl böyleyken, süreci beş saniyeden beş dakikaya, beş saate ya da hatta daha uzun sürelere çıkarmak artık mümkün görünüyor.

Peki, toplumun geri kalan kısmı neden bu bilim insanlarının bir yıldızın gücünü yeniden yaratıp yaratmayacaklarını umursasın ki? Füzyon enerjisi, gezegen genelinde temiz enerji üretme potansiyeli taşıyor. Şayet bu sistem kusursuzlaştırılabilirse, dünyadaki her insanın, en az binlerce ve muhtemelen milyonlarca yıl boyunca, ortalama bir Amerikalının yıllık kullanımı kadar enerji kullanmasına yetecek miktarda yakıt mevcut. Bu enerji üretim biçimi karbondioksit ya da uzun ömürlü radyoaktif atık üretmiyor ve Çernobil ve Fukuşima’dakiler gibi erime ihtimali söz konusu değil. Günümüzde, enerji üretimi yeterli değil; bu durum iklim krizinin önde gelen nedeni ve tehlikeli bir jeopolitik satranç taşı gibi kullanılıyor.

PEK ÇOK TEKNİK ZORLUK SÖZ KONUSU

Füzyon reaktörünün neden henüz tam olarak işlemediğini merak ediyor olabilirsiniz. Füzyonun gerçekleştiği yıldızlarda bulunanlara benzeyen koşulları taklit etmek korkunç bir teknolojik zorluk demek; bu, belki de insanlığın gördüğü gelmiş geçmiş en büyük teknolojik güçlük. Füzyon makineleri, Güneş’in çekirdeğinden dört ilâ 10 kat daha sıcak ısı seviyelerine ulaşmalı. Jet’te, yakıtı denetlemek ve sınırlandırmak için Dünya’nınkinden 80 bin kat daha güçlü görünmez manyetik alanlardan meydana gelen bir ağa ihtiyaç var. Yakıtın kendisi ise, milisaniye cinsinden reaksiyonları durdurabilecek kararsızlıklara karşı duyarlı, dönen bir yüklü parçacık kütlesinden oluşuyor.

Bununla birlikte, füzyon bilimciler çoktan harekete geçti. ABD’de Ağustos 2021’de gerçekleştirilen bir deney, füzyonun sisteme verilenden daha fazla enerji üretmesine dair en çok arzulanan hedefe aşırı derecede yaklaştı. Üretilen toplam enerji, Jet’in yeni rekorunun yalnızca yüzde 60’ı gibi mütevazı bir seviyede olmasına karşın, ABD’deki reaktör, 2018’de kaydedilen daha eski rekorunun tam 23 katına ulaştı.

Aralık ayında, Çin’in ‘Deneysel Gelişmiş Süperiletken Tokamak’ (EAST) adlı reaktörü, en nihayetinde ticari reaktörlerde ihtiyaç duyulacak özel hidrojen yakıtı türleri kullanmasa da, 1000 saniye boyunca yaklaşık 150 milyon santigrat derecedeki maddeyi denetleyebildi. Aynı zamanda, gelişmekte olan bir özel füzyon endüstrisi de söz konusu: 2021’in son üç ayında, gerçekleştirilen toplam yatırım iki kattan fazla artarak 4.2 milyar dolar seviyesine ulaştı. Culham’da bir yıldızın altı aylık enerjisini üretmek amacıyla gerçekleştirilen deney, dünyaya füzyon reaksiyonlarından sürekli biçimde yüksek enerji sağlanmasının mümkün olduğunu ortaya koydu.

YAKLAŞIK 30 YIL DAHA BEKLEYECEĞİZ

Var olan ivmeye karşın, füzyonun evinize elektrik sağlamasından önce kat edilmesi gereken bir yol var. En temiz özel füzyon şirketi bile 2025 yılına kadar yalnızca [deneme amaçlı] bir pilot tesis kurmayı vaat ediyor ve kamu kurumları aracılığıyla finanse edilen laboratuvarlarla ilgili planlar otuz yıl daha elektrik şebekesinde yıldız enerjisi kullanılmasını öngörmüyor. İklim kriziyle mücadele edebilmek için çok daha erken bir dönemde, devasa ölçekteki füzyon ve yenilenebilir enerji kaynaklarına ihtiyaç duyuyoruz.

Durum her ne olursa olsun, artık yıldız enerjisi hususunda heyecanlanmamızın vakti geldi. Teknoloji ve araştırma, daima insanların zenginliğini ve refahını arttırmanın anahtarı olagelmiştir. Eğer füzyon enerjisi başarılı biçimde kullanıma girerse, insanlık tarihinde elektriğin kullanıma girmesi ya da ilk uçağın icadına benzeyen bir dönüm noktası olacak. Neticede, temiz enerjiye duyduğumuz ihtiyacımız fazlasıyla acil ve ne kadar erken gelirse o kadar iyi olacak.

Bununla birlikte, ne zaman kullanıma girerse girsin, her halükârda aşırı derece fayda sağlayacak. Ve tıpkı diğer teknolojilerde olduğu gibi, yaşanan ilerleme yılların geçmesiyle değil yatırım ve toplumsal irade aracılığıyla gerçekleşecek. Her ikisinin sayesinde, füzyon enerjisi beklediğimizden daha erken kullanıma girebilir. Kesin zaman çizelgesi bir yana, son altı ayda ve hatta geçen hafta içerisinde yaşanan gelişmeler bile, yıldız enerjisinin çok parlak bir geleceğe sahip olduğunu gösteriyor.

Makalenin orijinali The Guardian gazetesinde yayımlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)