Bilim dünyası, insanlığın enerji ihtiyacını sonsuza dek değiştirebilecek tarihi bir ana tanıklık ediyor. Çin’deki bilim insanları, füzyon enerjisi alanında gerçekleştirdikleri devrim niteliğindeki buluşla, yeni nesil enerji kaynağının hayata geçirilmesinin önündeki en inatçı engellerden birini nihayet aşmayı başardı. Çin Bilimler Akademisi (CAS) bünyesindeki bir araştırma ekibi, kamuoyunda ‘Yapay Güneş’ olarak bilinen deneysel nükleer reaktörlerinde, daha önce fizik kuralları çerçevesinde imkansız olduğu düşünülen bir plazma yoğunluğuna ulaştıklarını duyurdu.
Bu gelişme, sadece akademik bir başarı olmanın ötesinde, tehlikeli atık bırakmadan neredeyse sınırsız enerji üretme potansiyeli taşıyan ve temiz enerjinin “Kutsal Kasesi” olarak nitelendirilien nükleer füzyon teknolojisi için devasa bir sıçrama anlamına geliyor. Güneş’in içinde meydana gelen doğal reaksiyonları taklit eden bu teknolojinin, ölçeklenebilir ve sürdürülebilir bir şekilde yeryüzünde uygulanması bugüne kadar son derece zorlu bir süreç olarak görülüyordu. Ancak Çin’den gelen bu haber, dengeleri değiştirecek gibi görünüyor.
İmkansız Sanılan “Greenwald Sınırı” Aşıldı
Son yıllarda nükleer füzyon alanında art arda gelen önemli gelişmeler, bilim dünyasının umutlarını yeşertmeye devam ediyor. Bu gelişmelerin merkezinde ise Çin Bilimler Akademisi’nin Deneysel Gelişmiş Süperiletken Tokamak (EAST) reaktörü yer alıyor. Ancak son deney, bilinen tüm sınırları zorlamasıyla diğerlerinden ayrılıyor.
Füzyon reaktörlerinde verimlilik ve güç üretimi için en kritik faktörlerden biri plazma yoğunluğudur. Bugüne kadar yapılan deneyler, teorik bir yoğunluk tavanı olan ve Greenwald Sınırı olarak bilinen bir engelle sınırlı kalıyordu. Bu sınır aşıldığında yakıt (yani plazma) belirli bir seviyede kararsız hale geliyor ve reaksiyonun sürdürülmesi imkansızlaşıyordu. İşte Çinli araştırmacıların başardığı şey tam olarak bu noktada devreye giriyor.
Araştırmacılar, plazma yoğunluğunu uzun süredir kabul gören ampirik sınırların çok ötesine taşıyarak, füzyon ateşlemesinin çok daha yüksek enerji çıktılarıyla gerçekleştirilebileceğini kanıtladı. Ekip, “plazma-duvar öz-organizasyonu” (plasma-wall self-organisation) adı verilen yeni bir süreç sayesinde, plazmayı benzeri görülmemiş yoğunluk seviyelerinde bile kararlı (stabil) tutmayı başardı. Bu, füzyon enerjisinin ticari kullanımı için hayati bir adım olarak değerlendiriliyor.
Bilim İnsanlarından Heyecan Verici Açıklamalar
Araştırmanın eş liderliğini yürüten Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi‘nden Profesör Ping Zhu, elde edilen bulguların önemini şu sözlerle vurguladı:
“Bulgular, tokamaklarda ve yeni nesil yanan plazma füzyon cihazlarında yoğunluk sınırlarını genişletmek için pratik ve ölçeklenebilir bir yol öneriyor.”
Profesör Zhu ve ekibi, şimdi bu yeni yöntemi EAST reaktöründe uygulayarak, yüksek performanslı plazma koşulları altında da sorunsuz çalışacağını doğrulamayı planlıyor. Bu doğrulama süreci, teorik başarının pratik uygulamaya dönüşmesi açısından kritik bir öneme sahip.
Söz konusu çığır açan buluşun detayları, saygın bilim dergisi Science Advances‘ta yayınlanan “EAST’te ECRH destekli ohmik başlangıç ile yoğunluktan bağımsız rejime erişim” (Accessing the density-free regime with ECRH-assisted ohmic start-up on EAST) başlıklı çalışmada bilim dünyasıyla paylaşıldı.
Rekorlar Kıran Teknoloji: EAST ve Batı’daki Rakipleri
Çin’in “Yapay Güneş”i EAST, füzyon enerjisi yarışında adından sıkça söz ettiriyor. Geçtiğimiz yıl Çin Bilimler Akademisi (CAS), yapay güneş reaktörünü ilk kez 1.000 saniyeden fazla bir süre başarıyla çalıştırarak önemli bir rekora imza atmıştı. Bu rekor, daha sonra Fransa’nın WEST makinesi tarafından kırılmış olsa da, Çin’in bu alandaki istikrarlı ilerleyişi dikkat çekiyor.
Her iki deney de (Çin’in EAST ve Fransa’nın WEST reaktörleri), bugüne kadar Greenwald Sınırı’nın getirdiği kısıtlamalarla mücadele ediyordu. Çinli ekibin bu sınırı aşarak plazmayı stabilize etmesi, Batı’daki rakiplerini de yeni yöntemler geliştirmeye itecek bir motivasyon kaynağı oluşturuyor.
Ticari Füzyon Enerjisi Ne Zaman Gelecek?
Nükleer füzyon yoluyla pratik ve ticari güç üretimi, hala ölçeklenebilir bir şekilde gerçekleştirilmesi için önemli teknolojik gelişmeler gerektiriyor. Ancak bilimsel atılımlar hız kazandıkça, ticari sektör de bu alana olan yatırımlarını artırıyor. Birçok startup, önümüzdeki birkaç yıl içinde füzyon enerjisini şebekelere vermeyi planlıyor.
Bu alandaki en somut adımlardan biri, ABD merkezli Helion Energy tarafından atıldı. Şirket, 2023 yılında nükleer füzyon enerjisi için dünyanın ilk satın alma anlaşmasını güvence altına alarak tarihe geçti. Helion Energy, teknoloji devi Microsoft‘a 2028 yılına kadar 50 MW füzyon gücü sağlamayı taahhüt ediyor. Çin’den gelen bu son yoğunluk atılımı, Helion gibi şirketlerin hedeflerine ulaşması için gereken bilimsel zemini daha da sağlamlaştırıyor.
Güneş’in gücünü yeryüzüne indirme hayali, “imkansız” denilen sınırların aşılmasıyla artık bir bilim kurgu konusu olmaktan çıkıp, yakın geleceğin enerji gerçeği olmaya doğru emin adımlarla ilerliyor.
