Enerji dosyaları 3 / Füzyon enerjisi - Dünyada güneş yakmak

Füzyon Enerjisi o kadar önemli ve radikal bir temiz enerji çeşididir ki devreye girdiğinde dünyada enerji problemi büyük ölçüde halledilecek ve tamamen yeni bir enerji çağı başlayacaktır.Evlerimizdeki kombileri söküp atmakla başlayacak bu devrim ne yazık ki Amerika,AB, Çin gibi büyük ekonomilerce gerçekleştirilecek ve bizim gibi ülkelerin "Bağımlı olmak kaderi" yine değişmeyecektir. Bu nedenle her yıl akıllı telefonlara ödediğimiz milyarlarca doların dörtte birini bu işe ayırsak bu güçlerin arasına biz de katılabiliriz. İşte bu kadar önemli olan füzyon enerjisinin öyküsü:

...........................  ...........................................................................................

Atomun parçalanması fizyon olayının tam zıddı olan füzyonda atomlar zincirleme reaksiyonla parçalanmaz. Aksine çok yüksek basınç ve yüksek sıcaklık şartlarında birleşmesiyle meydana gelir. Bu anlamda en çok bilinen füzyon yıldızlarda her saniye olagelen iki hidrojen atomunun birleşerek helyum atomuna dönüşmesidir. Bu dönüşüm esnasında büyük miktarda enerji açığa çıkar ve yıldız ısı ve ışık enerjisi yayar. Füzyon santrallerinde de atomun birleşmesi bu şekilde meydana gelir ve bundan sonrası klasik nükleer santrallerdeki döngünün aynısıdır. Ancak füzyon enerji santrallerinde (FES) ortaya çıkan az miktardaki radyasyon ve atık miktarı nükleer santrallere oranla çok azdır. Bu nedenle füzyon enerjisi temiz enerji türlerinden biri sayılmakta ve geliştirilmesi için milyar dolarların yatırıldığı yoğun çabalar sarfedilmektedir.

Ancak bir anlamda “ Yeryüzünde güneş yakmak” anlamına gelen füzyonun enerji üretecek bir hale getirilmesi çok büyük engeller bulunmaktadır. Bir defa yıldız çekirdeklerindeki yüksek basıncı dünyada elde etmek imkânsızın da ötesindedir. Bu nedenle sıcaklığın yükseltilerek hidrojen atomlarının 100 milyon derecede çarpıştırılarak kaynaşmasını yani helyuma dönüşmesini sağlamak gerekmektedir.

Bu fenomen olayı ilk defa gerçekleştirerek enerji tekeli oluşturma ve bütün dünyaya elektrik satmak için başta ABD, Almanya, Fransa, Çin ve Japonya var güçleriyle çalışmaktadır. 2016 itibariyle anılan ülkelerin kurmuş olduğu deneysel füzyon reaktörlerinin durumu şöyledir:

- ABD- NİF: Avrupa gibi 25 yıldır bu alanda çalışan ABD’de kurulan bu ilk füzyon deneme reaktöründe lazerli füzyon adı verilen bir teknik denenmektedir. Bu amaçla milyarlarca dolar harcama yapılmış olup bu turar, füzyon enerjisi aiçin yapılan araştırma harcamalarının yalnızca bir bölümüdür.

- Fransa- AB- İTER Reaktörü: Tokamak dı verilen simit şeklinde bir yapısı olan bu reaktör halen inşa halindedir. İTER tamamlandığında yaklaşık 7 dakika boyunca 100 milyon derce sıcaklığa erişerek 500 megavat enerji üretebilecektir.

- Almanya- Wendelstein 7-X Stellarator: Avrupanın en büyük deneysel füzyon reaktörüdür. Stellaratör- Yıldız Üreteci anlamına gelir. Yanma odası havası boşaltılmış burgu simit şeklindedir. Yapımı tamamlanmış olup çalışır durumdadır. İlk çalışmasında 1 sn.süre ile 80 milyon derece sıcaklığında hidrojen plazması üretmiştir. 425 tonluk süper iletken mıknatıs kullanılan reaktörde 2 megavat gücünde enerji verilerek çok güçlü manyetik alan oluşturulmakta ve bu suretle oluşan plazma reaktörde hapsedilmektedir.

 Çin – EAST : Eski bir tokamak türü Sovyet tasarımından ilham alınarak inşa edilen bu santral de çalışır durumdadır. Son deneysel operasyonda 1 dk.42 saniye boyunca 50 milyon derece sıcaklığa erişilmiştir.

- Japonya- LHD Stellaratörü: 1988 yılında yapımı bitirilen bu reaktör içten burgulu simit tasarımındadır. Deneysel olarak çalıştırılan bu tesiste de onlarca milyon derecelik ısıya erişilmiş olup geliştirilmeye devam edilmektedir.

Bunlardan başka bu tür araştırmalarda eski olan Ruslar da füzyon enerjisi konusunda ciddi çalışmalar yapmaktadır.

Füzyon enerji reaktörleri henüz araştırma safhasında olduğu için geleceğin devasa enerji problemlerini  hangi ölçüde çözebileceği  tam olarak bilinmemekle birlikte:

- Klasik nükleer reaktörden 5 kat, hidro-elektrik santrallerinden 20-100 kat fazla elektrik üretme potansiyelleri vardır.

- Tek bir santral birkaç büyük şehrin hatta orta boy bir ülkenin enerji ihtiyacını çok kısa bir süre içerisinde üretebilecektir. ( Bu durumda doğal gaz kullanımı demode olacak, çok ucuza üretilen elektrik, konutların aydınlatılması, ısıtılması ve endüstrinin çarklarının döndürülmesinde rahatça kullanılabilecektir)

- Füzyon reaktöründe meydana gelecek atıkların yarılanma ömrü en fazla 100 yıldır. Halbuki nükleer santraller bin yıllar gerekecektir.

- Nükleer santral kazalarının zarar boyutları ürkütücüdür. Halbuki bir füzyon reaktörü infilak etse bile çevreye yayılacak milyonlarca derecelik ısı küçük bir alanda sınırlı kalan mini bir nükleer ateş topu ortaya çıkaracaktır.

            Yapılan son tahminlere göre füzyon enerji reaktörlerinin ticari olarak ancak 2040’lı yıllarda işletilebileceği öngörülmekle birlikte ABD’li Helion Energy gibi şirketler 2019’dan itibaren büyükçe bir TIR’la taşınabilen mikro füzyon reaktörlerini piyasa süreceğini iddia ediyor.

            Görülen odur ki yıldızları ilk defa dünyaya indirebilecek ülke veya kurumların oluşturacağı dev enerji tekeliyle çok büyük bir güç elde edeceklerdir. Ancak bu güç fosil yakıtlarla mahvedilen dünya ekosistemini  de büyük ölçüde kurtarabilecektir.