ABD’deki bilim insanları, füzyon reaktörlerindeki enerji kaybını önleyecek yenilikçi bir yöntem geliştirdi. Manyetik kaçaklar, füzyon enerjisinin önündeki en büyük engellerden biriydi.
Nükleer füzyon, temiz ve sınırsız enerji üretme potansiyeliyle uzun yıllardır bilim dünyasının en büyük hedeflerinden biri. Ancak bu teknolojinin önündeki en zorlu engellerden biri, reaktörlerdeki yüksek enerjili parçacıkların kaçmasıydı. Bu kaçaklar, plazmanın yeterince sıcak ve yoğun kalmasını engelleyerek füzyon reaksiyonlarının sürekliliğini bozuyordu.
Füzyon sürecinde, hidrojen izotopları yaklaşık 150 milyon °C sıcaklığa ulaşarak plazma haline geliyor. Ancak bu aşırı enerji düzeyinde, alfa parçacıkları reaktörün manyetik alanını aşarak dışarı kaçabiliyor ve enerji üretimini durma noktasına getiriyordu.
Hassas ama yavaş, hızlı ama hatalı: Geleneksel yöntemlerin çıkmazı
Kaçakları önlemek için geliştirilen manyetik şişe sistemleri, mühendislere karmaşık tasarım süreçleri dayatıyordu. Newton’un hareket yasalarına dayalı hesaplamalar çok hassas olmasına rağmen, boşlukların yerini belirlemek günler hatta haftalar süren hesaplamalar gerektiriyordu. Alternatif olarak kullanılan pertürbasyon teorisi ise hızlı olmasına karşın önemli doğruluk sorunları barındırıyordu.
Bu sınırlamalar, stellarator tipi reaktörlerin geliştirilmesini yıllarca yavaşlatan temel faktörlerden biri oldu.
Simetri teorisi ile 10 kat daha hızlı ve hatasız tasarım mümkün
University of Texas at Austin, Los Alamos National Laboratory ve Type One Energy Group araştırmacıları, füzyon reaktörlerindeki 70 yıllık kaçak sorununu kökten çözecek yeni bir yöntem geliştirdi. Simetri teorisine dayanan bu yöntem, manyetik alanlardaki kaçak noktalarını geleneksel yöntemlere kıyasla 10 kata kadar daha hızlı ve aynı doğrulukla tespit etmeyi mümkün kılıyor.
Araştırmanın başyazarı Josh Burby, “Newton’un yasalarıyla yapılan hesaplamalar çok pahalı ve zaman alıcı, pertürbasyon yöntemleri ise hatalı. 70 yıldır çözülemeyen bu sorunu aşarak yepyeni bir yaklaşım geliştirdik” diyerek yöntemin önemine dikkat çekti.
Tokamak reaktörlerinde de büyük avantaj sağlayacak
Yeni yöntem sadece stellarator reaktörleri için değil, dünyanın dört bir yanında deneysel ve ticari anlamda önde gelen tokamak reaktörleri için de büyük bir fırsat sunuyor. Tokamaklarda karşılaşılan başlıca sorunlardan biri olan kaçak elektronlar, reaktör duvarlarında ciddi hasarlara yol açabiliyor.
Simetri teorisi, bu yüksek enerjili elektronların kaçış yollarını tespit ederek güvenliği artırma ve bakım maliyetlerini azaltma potansiyeline sahip.
Füzyonun ticarileşmesine giden yol hızlanabilir
Dünya genelinde ABD, Avrupa ve Çin gibi ülkelerde yürütülen büyük ölçekli füzyon projeleri, temiz enerji geleceği için büyük umut vadediyor. Ancak, mevcut teknolojilerin ticarileşmesi önündeki mühendislik engelleri hala aşılmayı bekliyordu.
Yeni geliştirilen simetri teorisi tabanlı yöntem, bu engellerden birini ortadan kaldırarak füzyonun önünü açıyor. Type One Energy Group’un bu yöntemi kullanarak yeni nesil stellarator reaktörleri geliştirmeyi planlaması da, teknolojinin yakın gelecekte enerji sektöründe daha somut bir yer edinmesini sağlayabilir.
Araştırmanın detayları, bilim dünyasının saygın yayın organlarından Physical Review Letters‘ta yayımlandı. Bu buluş, füzyon enerjisi tasarımlarında paradigmayı değiştirecek ve insanlığın sürdürülebilir enerji arayışında kritik bir dönüm noktası olabilir.
İlgili Makaleler
- Nükleer füzyon enerjisi: Yeni bir döneme adım
- Manyetize hedef füzyon ile sıfır karbon enerjiye adım
- Plazma rekoru, temiz enerji hedefleri için umut verdi
- Çin’in ‘yapay güneşi’ nükleer füzyon enerjisinde yeni çağ başlatıyor
- Füzyon Enerjisi: ITER ile Geleceğin Temiz Enerji Çözümü
© 2025 Yeşil Haber