İnsanlık nükleer füzyonla sonsuz enerjiye ulaşabilir mi?

Nükleer füzyonla sonsuz ve temiz enerjiye ulaşma hayali onlarca yıldır sürüyor. Birçok ülkede büyük çaplı çalışmalar var. Nükleer füzyon, mevcut santrallerde kullanılan fisyon teknolojisinden farklı. Nükleer füzyon nedir, çalışmalar ne durumda? Detaylar haberimizde.

Güneş ve diğer yıldızlar enerjilerini füzyon reaksiyonlarından alıyor. Bilim insanları yıldızlarda meydana gelen bu tepkimeyi dünya şartlarında da oluşturmak istiyor.

Yapılan her çalışma, insanlığı nükleer füzyondan sonsuz ve temiz enerji üretme hayaline daha fazla yaklaştırıyor. Bu teknolojide ilkleri başarmak tüm aktörler için kritik, haliyle rekabet de hayli yüksek.

Çin’in 2028’e kadar nükleer füzyonla enerji üretmeyi hedeflediği gündeme geldi. Ardından İngiltere, 2040 yılına kadar inşa etmeyi planladığı prototip füzyon enerji santralini kuracağı yeri açıkladı. Geçtiğimiz günlerdeyse ABD Enerji Bakanı Granholm, Ulusal Ateşleme Tesisinde çalışan bilim insanlarının füzyon ateşlemesini başardığını duyurdu. Bu açıklama büyük bir heyecanla karşılandı.

Nükleer füzyon nedir?

Füzyon enerjisi, iki hafif atom çekirdeğinin birleşerek daha ağır bir çekirdek oluşturmasıyla meydana geliyor. Bu reaksiyon sonucunda çok büyük miktarda enerji açığa çıkıyor. Tabi bunu başarabilmek hayli zor. Reaksiyonu başlatmak için çok yüksek sıcaklık ve basınç değerlerine ulaşmak gerek.

Nükleer fizik alanında çalışan akademisyen Prof. Dr. Niyazi Meriç, “Güneş sürekli gözümüzün önünde ve bize bu enerjiyi sağlıyor. ‘Bu ortamı dünyada elde edebilir miyiz?’ diye düşünülmeye başlandı. Eğer elde edilebilirse bütün enerji ihtiyacımız giderilir. Bunun üzerinde araştırmalar yapıldı, altmış yıldır devam ediyor neredeyse” diye anlatıyor.

Bu çalışmaların oldukça maliyetli olduğunun altını çizen Meriç, ABD’deki çalışma için 3,5 milyar dolar harcandığından bahsediyor. İngiltere, Rusya, Çin, Amerika… Füzyon enerjisini gerçekleştirmek için birçok ülkede çalışmalar var. Meriç, “Dışarıdan verdikleri enerji elde ettikleri enerjiden çok büyük. Dolayısıyla bu maliyeti karşılayamıyorlar” diyor.

Amerika’daki çalışma neden önemli?

Füzyon araştırmalarında, “tokamak, stellarator” gibi çeşitli sistemler kullanılıyor. ABD’de yapılan çalışmadaysa lazerlere dayalı bir sistem kullanıldı.

Nükleer füzyon araştırmalarının kalbinde, verilen enerjiden daha fazlasını almak, yani verimlilik var. Söz konusu deney bu açıdan dünyada bir ilk. İlk kez bir nükleer füzyonda reaksiyonu başlatmak için verilen enerjiden daha fazla enerji üretildi.

Prof. Dr. Meriç, “Ağustos ayında verdikleri enerjinin 0,70’ini anca alabiliyorlardı. Aralık ayında 1,5’a yükselttiklerini söylüyorlar. Yani 2,05 megajul enerji vermişler. Bunun karşılığında 3,15 megajul enerji elde etmişler ama bunun verimli olarak çalışabilmesi için en azından verdikleri enerjinin 10 katını elde edebilmeleri gerekiyor. Yani burada alacakları çok fazla yol var” diyor.

Füzyon ve güvenlik

Füzyon ateşlemesini başardıklarını duyururken Granholm, “bilimsel başarının ulusal güvenliği güçlendirdiğini” ifade etti. Peki, füzyon ve güvenlik arasında nasıl bir ilişki var?

Prof. Dr. Meriç füzyon ve atom bombaları arasındaki ilişkiyi şöyle açıklıyor:
“Füzyon, bir kaza olsa reaktörde hemen sönüyor. Tek başına patlama gücü yok ama mesela füzyon bombalarından bahsediyoruz.

Füzyon bombası fisyon bombasından, atom bombası diye bildiğimiz şeyden, çok daha güçlü. Atom bombasının önüne füzyon bombasını yerleştiriyorlar. Atom bombası atılınca 100 milyon santigrat derece sıcaklığa erişiyor. Eriştiği anda önündeki füzyon bombası ortaya çıkıyor, yani harekete geçiyor ve çok daha güçlü şekilde bombayı patlatabiliyorsunuz. O bölgeye daha fazla zarar veriyor. Yani orada bu enerjiyi bir atom bombasından sağlıyorsunuz.”

Nükleer füzyon ve fisyon arasındaki farklar

Nükleer füzyon ve fisyon birbirinden farklı teknolojiler. Mevcut nükleer enerji santrallerinde ağır atomların parçalandığı fisyon teknolojisi kullanılıyor. İşlem sonunda ise ortaya çıkan radyoaktif atıkların çok uzun zaman güvenle saklanması gerekiyor.

Füzyonda ise durum farklı… Prof. Dr. Meriç şöyle anlatıyor:

“Füzyonda hiçbir atık yok ortada. Çekirdek birleşiyor ve helyum oluşuyor. Helyum da kararlı bir çekirdek, yani radyoaktif değil. Ortada nükleer bir atık yok. O yüzden bir yerde yeşil enerji. İnsanlığa çok fazla zarar vermiyor. Bütün insanların nükleer fisyona karşı çıkmalarının sebebi arkasında bıraktığı kül. ‘Biz bu külü ne yapacağız?’ diyorlar. Hiçbir tarafa atamıyorsun.

Füzyonda söylenecek çok fazla bir şey yok. Çünkü ortada kül yok. Atılacak herhangi bir şey de yok. Enerjiyi elde ediyorsun, işine gelmediği zaman da kapatıyorsun hepsi bu kadar.”

Nükleer füzyon ne zaman gerçek olabilir?

Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör (ITER), ‘Yapay Güneş’, ‘Kompakt Füzyon Reaktörü’ gibi projeler sürüyor ama füzyonda henüz tam anlamıyla sona gelinmiş değil.

Nükleer füzyon enerjisinin günlük kullanıma girmesi için daha zaman olduğunun altını çizen Meriç, “Üç sene sonra da hayatımıza girebilir, otuz sene sonra girmeyebilir de” diyor.

Grafik: M. Furkan Terzi