Geleceğin Karbonsuz Enerjisi: Füzyon Her Şeyi Değiştirebilir
Enerji, yaşamlarımızı birçok bakımdan daha iyi hale getiriyor. Gezegen olarak çok daha fazlasına ihtiyaç duyuyoruz. Nükleer füzyon ve yenilenebilir enerji kesinlikle bu hikâyenin bir parçası ama bu teknoloji mükemmelleştirilebilirse, füzyon yüzlerce belki de binlerce yıl bu gezegendeki herkese karbonsuz enerji sağlar.
Bilim insanlarının yarım yüzyıldan fazladır hayalini kurduğu bir andayız. ABD Ulusal Ateşleme Tesisi (National Ignition Facility -NIF) laboratuvarı, yıldızlara güç veren nükleer süreçten, yani füzyondan karbonsuz enerji arayışında epeydir varmaya çalıştığı hedefe vardı.
Ulusal Ateşleme Tesisi’ndeki araştırmacılar dünyanın en güçlü lazerini kullanarak 2.05 megajullük (MJ) enerjiyle 1 milimetrelik hidrojen yakıt kapsülünü ateşledi. Yakıtta oluşan füzyon, güneşin çekirdeğinde bulunandan katbekat yüksek sıcaklıklara ve yeryüzünde hissedilen normal basıncın 300 milyar katı basınca varan bir nükleer reaksiyon dalgasıyla birkaç 10 nanosaniyeden biraz daha uzun bir sürede 3,15 MJ füzyon enerjisi açığa çıkardı (harcanandan 1,1 MJ daha fazla).
Açığa çıkan mutlak enerji nedeniyle, bu gelişme şu anda o kadar da heyecan verici değil (bu enerji düşük, sadece birkaç su ısıtıcıyı çalıştırmaya yeter). Hatta yeni fizik nedeniyle heyecan verici bile değil: Füzyon uzmanları uzun zamandır bir şeyin “gitmesi” için tek gerekenin belirli büyüklükte bir hızlandırıcı olduğunu iddia ediyor ve Ulusal Ateşleme Tesisi de lazer enerji girdisini bir hayli artırarak buna uyuyordu. (Ancak bu makinenin ardındaki fiziksel hassasiyet şaşırtıcı: Lazer enerjisi zamanlamasında yüzde 0.1 gibi küçük bir hata füzyon için gereken koşulları yüzde 50 oranında bozabilir.)
Harcanandan Yüzde 54 Fazlasını Üretti
Bu gelişme aynı zamanda heyecan verici de çünkü füzyonun verilenden daha fazla enerji üretebildiğinin (net enerji kazancı olarak da biliniyor) ilk bilimsel kanıtlarını sunuyor. Rakamlara bakılırsa, bu deney harcanandan yüzde 54 oranında daha fazla enerji üretti. Füzyon reaksiyonlarıyla enerji açığa çıkarmak evrende pek alışılmadık bir durum değil: Güneş her saniye füzyon reaksiyonlarından 4 milyar kilograma eşdeğer saf enerji üretiyor. Ancak onlarca yıl füzyonun yeryüzünde temiz ve verimli bir enerji kaynağı olacağına umut bağlanmış da olsa şimdiye dek hiç kimse, füzyonla reaksiyonu başlatmak için gerekenden fazla enerji ortaya çıkarılabildiğini gösterememişti ki bu bir enerji kaynağının olmazsa olmazıydı.
Bütün bunlar ne anlama geliyor? Britanya kar ve buzun etkisi altındayken enerjinin neden iyi bir şey olduğunu söylememe pek gerek yok. Enerji, yaşamlarımızı birçok bakımdan daha iyi hale getiriyor. Gezegen olarak çok daha fazlasına ihtiyaç duyuyoruz. Nükleer füzyon ve yenilenebilir enerji kesinlikle bu hikâyenin bir parçası ama bu teknoloji mükemmelleştirilebilirse, füzyon yüzlerce belki de binlerce yıl bu gezegendeki herkese karbonsuz enerji sağlar. Füzyon uzun ömürlü radyoaktif atık üretmez ve Çernobil ya da Fukuşima’da olduğu gibi, füzyonda nükleer reaktör çekirdeğinin erimesi ihtimali yoktur. Füzyon oldukça az arazi işgal ederken, ana enerji yükünü yağmur veya güneş sağlayacak ve yenilenebilir enerjiyi tamamlayacaktır. Yani sonunda büyük bir ödül var. Bu nedenle de bilim insanları ve mühendisler onlarca yıldır bu işin peşini bırakmıyor.
Nükleer füzyon atılımı birçok bakımdan her füzyon bilimcinin beklediği bir şeydi. Bundan önce bu bilimsel ilkenin ampirik bir olgu olduğunu dahi iddia edememişlerdi. Bu da füzyonu bir güç kaynağına dönüştürmeye ivme kazandırmayı zorlaştırmıştı. Artık, “İşe yarıyor!” diyebilirler. Yeryüzünde yıldız gücü üretmek artık hayal değil.
Tabii bu kullanabileceğimiz füzyon gücünün henüz bir gerçeklik olduğu anlamına gelmiyor. Sadece tek bir deneyden çıkan tek bir sonuç var. Ticari olarak uygun bir tesisin, bu deneyde görülen 1,54 kat yerine (30x) enerji için 30 kat enerji üretmesi gerekir. Bu büyüklükte bir enerjinin açığa çıkmasıyla dahi üstesinden gelinmesi gereken mühendislik sorunları ve ekonomik zorluklar söz konusu olacaktır, lazeri günde bir yerine saniyede 10 kez ateşlemek gibi. Devasa lazerler ekonomik füzyon gücüne giden en iyi yol bile olmayabilir: 150mC yakıtı ayırmak için manyetik alan kullanarak umut vaat eden alternatif yaklaşımlar araştırılıyor.
Ve füzyon pesimistleri Ulusal Ateşleme Tesisi’nin lazer bataryalarını şarj etmek için gerekenden fazla enerji üretemediğini söylemekte haklılar; ne var ki burada sadece bilimsel fizibiliteyi göstermek amaçlanmıştı. Hiçbir hükümet bu kilometre taşına varılmadan önce bir güç santrali prototipine fon sağlamayacaktı ve bu deneysel sonuçla bir enerji santrali arasında hâlâ uzun bir yol katedilmesi gerekiyor.
Dolayısıyla bu çarpıcı başarı, bizi füzyon enerjisinin kullanıma hazır olmasına çok da yaklaştırmış sayılmıyor gibi görünebilir… yani en azından doğrudan yaklaştırmadı. Dolaylı olaraksa, psikolojik etkisi kulağa trompet çalmaya yakın bir şey: Artık enerji için füzyonun mümkün olduğunu biliyoruz. Füzyonun işe yarayabileceği bilgisi, hükümetlerden girişimcilere kadar herkes için, yatırım yapma isteği de dahil, her şeyi değiştirir. Daha fazla kaynakla enerjide daha yüksek kazançlar elde edilebilir ve temiz bir gelişim döngüsü başlayabilir.
Bu yazı The Guardian tarafından yayınlanmış olup, Evrim Yaban Güçtürk tarafından Perspektif için çevrilmiştir. Yazının orijinal linki için buraya tıklayınız.