Dünyanın en büyük füzyon reaktörü olan ITER ile yakın gelecek değişecek. Yenilenen ITER'in vakum tankı 840 metreküp plazma içerecek. Bu bugüne kadar var olan tüm tokamak füzyon cihazlarından daha fazla plazma demek oluyor. Her şey planlandığı gibi giderse, ITER ilk plazmasını Aralık 2025'te üretecek ve ardından nükleer füzyon ateşlenecek.
Daha sonra ITER, buhar türbinleri aracılığıyla yaklaşık 200.000 haneye elektrik üretmek için kullanılabilecek 500 megawatt enerji sağlayabilecek.
AB, Çin, Japonya, Güney Kore, ABD, Rusya ve Hindistan dahil olmak üzere bu mega projeye 35 ülke katılıyor. Geçtiğimiz beş yıl boyunca, fabrikalarda ve araştırma tesislerinde devasa sistemin bileşenlerini tasarladılar.
ITER'in Fransa'nın güneyinde inşaası şimdi başlıyor. İlk bileşenler geçtiğimiz birkaç ay içinde dünyanın her yerinden Fransa'ya ulaştı ve önümüzdeki haftalarda ve aylarda daha fazlası gelecek.
ITER, bir milyondan fazla bağımsız bileşenden oluşuyor ve bu onu dünyadaki en büyük ve en karmaşık makinelerden biri yapıyor.
ITER Genel Müdürü Bernart Bigot, "Bu makineyi parça parça bir araya getirmek, üç boyutlu bir bulmaca oluşturmaya ve karmaşık bir programı takip etmeye benziyor. Bu makineyi monte ederken proje yönetimi, sistem teknolojisi, risk yönetimi ve lojistiğin tüm yönleri bir İsviçre saatinin hassasiyetin olmalıdır.." dedi.
İnşaat tamamlandığında, ITER bir milyondan fazla bağımsız bileşenden oluşacak ve bu da onu en büyük ve dünyanın en karmaşık makineleri listesine sokacak.
ITER'nin bazı bileşenleri bin tondan daha ağırdır ve vakum odası ve sistemin ısı yalıtımı için kullanılan kriyostat kabuğu 30 metreden daha yüksektir.
Şimdiye kadar yapılmış en büyük paslanmaz çelik haznedir. Diğer ITER bileşenlerini tutan süper iletken mıknatısı hem çok büyük hem de oldukça karmaşıktır.
Bunların en güçlüsü ve en büyüğü altı parçalı be santralin merkezinde bulunan solenoiddir. Bu mıknatıs, bir uçak gemisini manyetik kuvvetle kaldıracak kadar güçlüdür.
2025'in sonuna kadar, tüm bileşenlerin yerinde olması ve birbirine bağlanması gerekiyor. ITER faaliyete geçerse, insanoğlu bir enerji kaynağı olarak nükleer füzyon hayaline bir adım daha yaklaşacak.
Nükleer füzyon hakkında daha detaylı bilgi ;
Nükleer füzyon olmadan yeryüzünde yaşam olmazdı. Aynı zamanda atom çekirdeğinin füzyonu güneşe ve diğer yıldızlara parlamaları için enerji sağlar.
Bu enerji kaynağının benzeri bir şekilde yeryüzüne getirilebilirse, elektrik ve ısı verimli ve nispeten "temiz" bir halde üretilebilir. Şu anda Fransa'da yapımı başlayan dünyanın en büyük füzyon reaktörü ITER, bunun pratikte nasıl yapılabileceğini gösterecek.
Peki nükleer füzyondan nasıl elektrik elde edebiliriz?
Yıldızların içinde kendi kendine olan şey, yalnızca reaktörde çok yüksek basınç ve muazzam sıcaklıklar altında çalışır.
Güneş gibi yıldızlar, enerjilerinin büyük bir bölümünü helyum çekirdeği oluşturmak için hidrojen atom çekirdeğinin füzyonundan alır. Bu füzyon sırasında, radyasyon ve ısı şeklinde muazzam miktarda enerji açığa çıkar.
Nükleer füzyon başarılı bir şekilde yeni bir enerji kaynağı olarak kullanılırsa, artan dünya nüfusu binlerce yıl boyunca yaptığı hidrojen ve ısıdan enerji üretmeden daha farklı ve verimli bir şekilde elektrik ve ısı sağlayabilir.
Ancak sorun, yıldızlarda tek başına meydana gelen şeyin, yüksek basınç altında ve muazzam sıcaklıklarda gerçekleşmesidir.
Ancak bu koşullar altında atom çekirdeği karşılıklı itilmesinin üstesinden gelebilir ve birbiriyle kaynaşabilecek kadar yaklaşabilir.
Karasal koşullar altında, bir füzyon reaksiyonunun tutuşması ancak 150 milyon derece civarında mümkündür. Bu sıcaklık, güneşin iç kısmındaki sıcaklıktan on kat daha fazladır.
Bu, füzyon yakıtını ısıtmak için büyük miktarlarda enerji gerektiği anlamına gelir, çünkü yalnızca füzyon ateşlendiğinde sistem kendini koruyabilir ve ek ısıtma olmadan çalışmaya devam edebilir.
Ayrıca depolamaya da özel önem vermek gerekir. Dünyadaki hiçbir malzeme milyonlarca derece sıcak plazmaya uzun süre dayanamaz.
Bununla birlikte, sıcak maddedeki, atomik çekirdeklerin birbirleriyle yeterince sık çarpışmasına izin verecek kadar dar bir şekilde bir yere kapatılması gerekir.
Güneşte ve yıldızlardaki füzyonda ise, yerçekimi yeterli sıkıştırmayı sağlar. Güneşteki yerçekimi rolünü, karasal koşullar altında, son derece güçlü manyetik alanlar üstlenir.
Güney Almanya'daki Wendelstein 7-X test reaktörü de dahil olmak üzere ilk füzyon test tesisleri şu anda yerleştirildi.
Sıcak füzyon plazmasının içlerinde nasıl "kilitlendiğine" bağlı olarak bu reaktörler iki farklı ilkeye göre inşa edildi.
Teorik olarak, güçlü manyetik bobinlerden oluşan bir halka reaktör yeterli olacaktır. Manyetik bobinler, plazmadaki yüklü parçacıklar için manyetik çubukları oluştururlar. Ancak bu ızgarada boşluklar bulunur, çünkü bobinler halkanın dışında içeriden daha farklıdır. Bu nedenle, iyileştirmeler yapılmalıdır.
Bu iyileştirme için iki yöntem vardır.
Birincisi, Alman test reaktörü Wendelstein 7-X'te de uygulanan bir sistem olan yıldızlandırıcıdır. Dış ızgarayı oluşturan bobinler, kafes içindeki boşlukları kapatacak şekilde özel olarak şekillendirilmiştir. Ortaya çıkan manyetik alan bükülür ve içindeki plazmayı kendi şeklini takip etmeye zorlar. Bununla birlikte, bu yöntemin boyutu ve elde edilebilir plazma yoğunluğu sınırlıdır.
Tokamak, daha büyük reaktörler için daha uygundur. Bu durumda, elektrik akımı, sıcak plazmayı harekete geçirir ve kendisinin bir manyetik alan oluşturmasına neden olur. Dünyada halihazırda bazı tokamak araştırma reaktörleri var, ancak şu ana kadar hiçbiri tutuşma aşamasına gelememiştir.
Çeviri: İnanç Kaya
Kaynak: https://www.wissen.de/iter-kernfusion-als-energiequelle-wie-geht-das
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder