Nükleer enerji günümüzdeki en büyük tabulardan biri. Çernobil faciası olsun, Fukuşima kazası olsun birçok felaket senaryosu aklımıza kazınmış durumda. Peki, bu reaktörlerin fisyon reaktörleri olduğunu biliyor muyuz? Fisyonun ne demek olduğunu biliyor muyuz? Füzyonun? Peki ya teoride füzyon reaktörlerini aynı enerji üretimi amacıyla kullanabileceğimizi? Bazı şeyleri elimizin kenarıyla itmek yerine keşke öğrenseymişiz diyor muyuz? Eğer diyorsak yapacağımız ilk iş olmasa da önemli işlerden biri bu konuya yoğunlaşmaktır. Türkiye’de nükleer enerji santraline ben de karşıyım, ancak sebebim nükleer enerjinin “ölümcül” olması değil, fisyon tepkimesiyle enerji üretilmesi, kalıplaşmış “Türk işi işte, ne beklersin” sözünün gerçekliğinden korkmam, sebebim korku. Baksanıza her ürününü gözünü kapalı aldığımız, kendimizden çok güvendiğimiz Japonlar dahi ellerine yüzlerine bulaştırdılar nükleer enerji işini. Dolayısıyla teknoloji henüz fisyon tepkimelerini kontrol edebileceğimiz kadar gelişmedi. Ama acelemiz de var enerji problemini çözmek için. 20 yıl içinde kamuya açılabilecek bir teknolojiden bahsediliyor aşağıda. Füzyon reaktörleri üzerine okuduğunuz ilk yazı buysa benim size naçizane tavsiyemdir bu konu üzerine daha fazla araştırma yapmanız.
İngiltere Culham, Oxfordshire’da Birleşik Avrupa Torusu’nu (İngilizce: Joint European Torus – JET) – bugüne dek insan eliyle yapılmış en büyük deneysel tokamak – ve en kapsamlı plazma fiziği deneyini gerçekleştirmek için 1977’de bir tesisin inşaatına başlanmıştı. 1997’den beri füzyon reaktörü verimliliği rekorunu elinde bulunduran deney, yakın gelecekte füzyon reaktörlerinin günlük enerjimizi üretmedeki kullanımını arttıracak gibi gözüküyor. [Yazıda tesisten ziyade deneye atıf yapılacaktır, JET de deneyin adıdır]
1970 yılında Avrupa Birliği’nin (o zamanki adıyla Avrupa Topluluğu) füzyon tepkimeleriyle enerji üretimine önem verilmesine karar vermesiyle 1973 yılında planlarına başlanan JET’in yapılacağı tesisin inşaatına ise 1977 yılında başlanmıştı. Böylesine ileri bilimsel bir deney için imkânsız gibi gözükse de 1983 yılında planlandığı gibi inşası bitmiş ve 1984 yılında II. Elizabeth tarafından resmi olarak açılmıştı.
JET gibi füzyon enerjisini kullanmayı amaçlayan Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Ulusal Ateşleme Tesisi’nin (İngilizce: National Ignition Facility – NIF) geliştirdiği lazer tabanlı füzyon deneyinin sunduğu değerler umut verici olsa da elde ettiği değerleriyle JET’in yanından bile geçemiyor. Dolayısıyla eğer JET deneyinde hedeflenen gelişim yakalanırsa, Fransa’da hâlâ inşa edilmekte olan Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör’de (İngilizce: International Thermonuclear Experimental Reactor – ITER) bu yöntem kullanılacak: kendi kendine devam eden füzyon.
ITER – Şubat 2013
1997 yılında 24 megavatlık girdiden 16 megavatlık füzyon enerjisi üretilen JET’te, nükleer reaktörlerin enerji verimliliklerini ölçen enerji kazanım faktörü(Q) değeri ise 0,7 civarında. Basitçe üretilen enerjinin plazmayı kararlı halde tutmak için verilen enerjiye oranlanmasıyla elde edilen bu faktör, NIF de dâhil üretilen herhangi bir füzyon reaktöründe JET’te olduğu kadar yüksek bir Q değeri elde edememiştir.
NIF’teki tepkime odası; 192 lazer beraber çalışarak füzyon tepkimesini oluşturuyor.
JET oldukça düşük enerjili bir deney olsa da (38 megavat) yine de heyecan verici çünkü Fransa’da inşa edilen ITER’in küçük bir prototipi. Son yıllarda JET de ITER’de kullanılan duvarlarla kaplandı. Füzyon reaktörlerinin gerçekleştiği alanın katı berilyumla kaplanmış olması gerekmekte, ancak böylelikle son derece yüksek enerjili nötron ve sıcaklıklara dayanabiliyor. Ayrıca nükleer tepkimelerin başlatıldıktan sonra kendi kendilerine devam etmeleri gerekmekte. Kendi kendine devam eden bir füzyon tepkimesinin sağlanması için ise plazma sıcak ve yoğun tutulmalı – katı berilyumla kaplanan duvarlar burada önem kazanıyor. Son derece yüksek enerjili nötronların tepkimeye dönmek yerine kaybolmasını kim ister?
Bilim insanları uzun yıllar boyunca sadece döteryum kullanan JET’in, yeni duvarlarının da eklenmesiyle, döteryum–trityum(D-T) yakıtına hazır olduğu düşüncesinde. D-T yakıtı daha yüksek sıcaklıkta yandığı için yalnız döteryum kullanımına oranla enerji üretiminde gelişme bekleniyor. Dolayısıyla JET’te bir sonraki adım basitçe D-T’yi tokamağa atıp manyetik alanın da gücünü arttırarak Q değerinin 1’i aşmasını ummak. Eğer planlarda köklü bir değişiklik olmazsa, ITER de 2020 yıllarının sonuna doğru kullanıma açıldığında D-T yakıt karışımını kullanacak.
BBC’ye konuşan JET yöneticisi Steve Cowley de Q değerinin 1’i aşmasını umduklarını belirtti. Kendi kendine devam eden füzyonun enerji üretiminde kullanılabilir olması için Q değerinin 20 sınırına ulaşması ve bu sınırı aşması gerektiğini vurgulayan Cowley bunun ancak tepkimeyi bir noktada toplayan manyetik alanın ve duvarların geliştirilmesiyle sağlanabileceği görüşünde. Yalnızca bu şekilde dışarıdan verilen enerji asgari düzeyde tutulabilir. ITER’in 5 ila 10 arasında bir Q değerini hedeflediğini bildiren Cowley, eğer ITER başarılı olursa gerçek bir “tamamıyla füzyon enerji tesisi”nin inşa edilebileceğini söylüyor.
Nükleer enerji günümüzdeki en büyük tabulardan biri. Ancak, enerji problemimize bir çözüm bulmazsak, sosyal tabularımızla canlarından bezdirebileceğimiz insanlardan eser de kalmayacak.
[box_light]Kaynaklar[/box_light]
Culham Centre for Fusion Energy
EFDA – JET
Extremetech
