Bilim İnsanları Fizik Mühendislik Teknoloji Yazı Dizileri Yenilenebilir Enerji

Almanya’nın Masif Nükleer Füzyon Makinesi Yeni Bir Rekor Kırdı

Dünyanın önde gelen plazma araştırma tesislerinden biri yeni bir rekor kırdı ve gerçekten de füzyon gücünün harika hedefine – neredeyse sınırsız bir temiz enerji kaynağı – yaklaştığımızı gösteriyor.

Wendelstein 7-X stellarator – plazma bulutlarını (sıcak, yüklü gaz) sınırlamak için mıknatısları kullanan bir cihaz – üzerinde yapılan deneyler  özel tasarımının, diğer türden herhangi bir makineden daha fazla güç üretme yolu olabileceğini öne sürüyor.

Wendelstein 7-X, 2015 yılının sonlarında Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü’nü ilk kez ateşledi ve bir saniyenin onda biri için, bir milyon dereceye kadar ısıtılan helyum iyonlarının bir döngüsünü yerinde tutabildiğini gösterdi.

Bu teknolojiyi enerji üretmek için kullanacaksak, bu kulağa pek de iyi gelmeyebilir, ama bizi besleyebilir. Makinenin bir güç istasyonu olarak çalışması amaçlanmıyordu. Testlerde nükleer füzyon teknolojisinden olabildiğince yararlanmak için yollar aranıyordu ve sürpriz bir şekilde iyi iş çıkartıldı.

En son testlerde, daha önceki testlerde 18 kat daha fazla enerjiyle beslenen W 7-X, plazmanın içinden geçen helyum iyonları 40 milyon derece Kelvin’e ulaştırdı – eskisinden 4 kat daha sıcak.

Çoğumuz tipik nükleer enerjiye aşina iken – elektrik üretmek için kullanılan büyük atomların bozunması – atomlar bunun yerine birleştiğinde füzyon enerjisi açığa çıkar.

Füzyon gücü, atom bozunmasının yarattığı  türden radyasyon yaratmazsa, geleceğin en umut verici enerji kaynağıdır. Aslında, reaktörün iç tarafını kaplayan ışınlanmış paneller dışında, füzyon güç üretimi oldukça temizdir.

Füzyon yakıtı da, en azından teorik olarak sınırsız bir güç kaynağı olarak düşünebileceğimiz kadar geniş bir tedarik kaynağıdır.

Ancak atomları kaynaştırmak için onlara iyi ve sert bir vuruş vermeliyiz. İdeal olarak, 100 milyon derecelik vuruşların çevresinde konuşuyoruz ve bu da belirli bir makine tipini gerektiriyor. Şu anda bunlardan ümit vaat eden iki tip var ve W 7-X bunlardan birini temsil ediyor.

MIT’nin Alcator C-Mod tokamak gibi makineleri, sonuçtaki plazmanın oluşturduğu elektromanyetik alanları kullanarak, yüklü parçacıkların kıvranan jöle çöreklerini sıraya koymaya yardımcı olur.

Bu, slam-dans parçacıklarının sıcak bulutunu güzel ve sıkı tutar, yakıt enjekte edildiğinde etkileyici miktarda enerji üretir. Ancak, güç üretimini çok kısa bir zaman sürmesi kararsızlıklardan dolayı sorun yaratmaktadır.

Bu arada, W 7-X gibi stelyatörler, plazma içerecek şekilde manyetik bobinlerin bankalarına güvenir ve daha fazla kontrol sağlar, bu da helyum jelinin sıcak halkasının daha uzun süre boyunca dönmesini sağlar.

Verim koşullarından ötürü tokamak faydalı gözükmüyor, ancak en son rekor kıran W 7-X-15 metre genişliğindeki makine bize bu boşluğu doldurmanın bir yolunu gösteriyor.

Aynı zamanda, son zamanlardaki deney turları, maksimum 6 saniyelik benzer plazma üretiminden 25 saniyeye kadar bir muhafaza süresiyle sonuçlandı. Henüz saatlerce değil, ama yine de doğru yönde bir sıçrama.

Max Planck Enstitüsü’nden fizikçi Thomas Sunn Pedersen, “Bu büyüklükte bir cihaz için mükemmel bir değer, üstelik gerçekçi koşullar altında başarıldı” diyor.

Gelişmeler kısmen, plazma akışını etkileyen başıboş parçacıkların saptırılmasıyla plazmanın akışının yönetilmesine yardımcı olan, aşağıda gösterilen yeni bir iç kaplama tipinin eklenmesiydi.

(IPP, Jan Michael Hosan)

 

Bir sonraki operasyon turu, plazmayı daha yüksek yoğunluklara ve sıcaklıklara itebilecek bu kaplamadaki değişikliklere odaklanacaktır.

2016 yılındaki ilk denemede yapılan analizler, tüm süreci optimize etmek için kullandıkları yöntemlerin doğru sonuçları verdikleri ortaya çıkarılmıştır.

Çalışmanın başyazarı Andreas Dinklage, “Daha yüksek ısıtma gücü ve  plazma basıncında daha fazla deneyde daha kesin ve sistematik değerlendirme yapılacaktır,” diyor.

Bu yine de füzyonun bir tarihi değiştirdiği anlamına gelmez. Ütü yapmak için hala bol miktarda kırışıklık var ve tüm vaad ettiklerine rağmen gidilmesi gerelen çok yol var.

Sonra yakıt sorunu var. Reaktördeki helyum, birlikte kaynaşan hidrojen atomlarının bir ürünüdür. Ancak bu herhangi bir hidrojen değildir – trityum denilen bir izotoptur ve yeryüzünde önemli miktarlarda bulunmaz. Bu nedenle bir reaktörde üretilmeli veya başka bir yerde hasat edilmelidir.

Füzyon şimdilik ufukta gözüküyor. Ancak, bu gibi deneylerin sonuçları, bu ufka doğru hızla ilerlediğimizi gösteriyor, bu yüzden burada ihtiyatlı bir şekilde iyimser hissetmeye hakkımız var.

Bu araştırma Nature’da yayımlanmıştır.

Çeviri Kaynağı: https://www.sciencealert.com/experiment-round-wendelstein-7-x-stellerator-record-temperatures

LEAVE A RESPONSE

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.