Lazerli Füzyon

Güçlü ve yüksek yoğunluklu lazerler alanındaki çarpıcı gelişmeler, bilim insanlarının bir zamanlar olanaksız gözüyle bakılan bir şeyi gerçekleştirmesine izin veriyor: Hidrojen – bor tepkimesi esaslı füzyon enerjisi. Başı çeken Avusturalyalı fizikçi patentini aldığı tasarım ve uluslararası ortaklarıyla, bu gelişmenin önündeki son engelleri kaldırmaya çalışıyor.

Laser and Partide Beams adlı dergide kısa süre önce yayımlanan makaleye göre, Sydney’deki New South Wales Üniversitesinden Heinrich Hora (makalenin başyazarı) ve uluslararası meslektaşları, hidrojen-bor füzyonuna giden yolun açıldığım ve diğer alternatiflerden (örneğin ABD Ulusal Ateşleme Tesisi NIF’in ve Fransız Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktörü ITER’in hedeflediği döter-yum-trityum füzyonu) daha yakın olduğunu söylüyor.

“Bana kalırsa bu, bizim yaklaşımımızı diğer tüm füzyon enerjisi teknolojilerinin önüne geçiriyor” diyor Hora. Bilim inşam daha 1970’lerde termal dengeyi sağlamak için hidrojen ve bor füzyonunun olanaklı olabileceğini tahmin etmişti. Yakıtı Güneş’in sıcaklığına getirmek ve süper sıcak plazmayı simit biçimli toroid odalarda kontrol etmek için ITER’de olduğu gibi devasa ve çok güçlü mıknatıslar kullanmak yerine, bu yeni teknoloji farklı bir yol izliyor. Kısa aralıklarla ateşlenen iki güçlü lazer, hidrojen ve bor çekirdeklerini sıkıştırarak kaynaştırmak için gereken, doğrusal olmayan, hassas kuvveti sağlıyor.

Hidrojen-bor füzyonu birincil tepkimesinde hiç nötron yaymıyor, dolayısıyla radyoaktiviteye yol açmıyor. Güç üretiminde kullanılan çoğu diğer kaynağın (kömür, gaz ve nükleer) aksine, su gibi sıvıları ısıtarak türbinleri döndürmek de gerekmiyor. Hidrojen-bor füzyonunun ürettiği enerji doğrudan elektriğe dönüş-türülebiliyor. Dezavantajıysa bunun için çok yüksek sıcaklığa ve yoğunluğa gereksinim duyulması. Füzyon neredeyse 3 milyar derecede, yani Güneş’in çekirdeğinden 200 kat yüksek sıcaklıkta gerçekleşiyor.

Bununla beraber lazer teknolojisindeki çarpıcı ilerlemeler çift lazerli yaklaşımı hayata taşımaya hazır ve dünyanın farklı yerlerinde yürütülen yakın tarihli deneyler, petawatt ölçekli bir lazer darbesinin saniyenin trilyonda biri kadar ateşlenmesiyle (bu darbeler bir katrilyon watt güce sahip) bir füzyon tepkimesi “çığının” tetiklenebileceğini söylüyor. Hora, bilim insanları bu çığdan yararlanabilirse pro-ton-bor füzyonunun hemen elde edilebileceği görüşünde.

UNSW’de kuramsal fizik alanından emekli profesör olan Hora, “Bu tepkimelerin kısa süre önce yapılan deney ve simülasyonlarla onaylandığını görmek coşku verici” diyor. “Sırf eski kuramsal çalışmalarımın bazılarını doğruladığı için değil, termal denge koşullarında öngörülenden bir milyar kat fazla enerji çıktısı elde etmek için lazerle zincirleme tepkime başlatılabileceğini gösterdikleri için de heyecan verici.”

Hora, aralarında İsrail Soreq Nükleer Araştırma Merkezi ve Berkeley’deki California Üniversitesi araştırmacılarının da bulunduğu, altı ülkeden 10 meslektaşıyla birlikte, kendi tasarımı üstüne kurulu hidrojen-bor füzyonu için bir yol haritası yayınladı. Yakın zamanda gerçekleşen gelişmeleri bir araya getirip, reaktörü hayata geçirmek için hangi alanlarda araştırma yapılması gerektiğini ayrıntılı biçimde açıkladı.

AvustralyalI bir şirket olan HB11 Energy, Horanın sürecine ait patentleri elinde tutuyor. Şirketin yöneticisi Warren McKenzie, “Önümüzdeki birkaç yıl içinde aşılması olanaksız bir mühendislik engeliyle karşılaşmazsak, on yıl içinde bir reaktör prototipi üretebiliriz” dedi.

McKenzie şöyle ekledi: “Mühendislik bakış açısıyla, yaklaşımımız çok daha basit çünkü yakıtımız da, atıklarımız da zararsız. Dahası, reaktörümüzün eşanjöre ve buhar türbinli jeneratöre ihtiyacı yok. Bize gereken lazerler de zaten piyasadan alabileceğiniz ürünler.”