Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Yaklaşık sekiz ay önce, ABD hükümeti tarafından finanse edilen bir laboratuvar olan National Ignition Facility (NIF) tarafından yıldızların enerji üreten sürecini -nükleer füzyonu- taklit eden bilim insanları, enerjilerinin koyduklarından daha fazlasını üretti. Şimdi ise, aynı tesis olan NIF, Kuzey Kaliforniya'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nda, enerji üreten füzyon deneyini ikinci kez başarıyla gerçekleştirmiş gibi görünüyor.

NIF'nin en son başarısı, dünya çapında temiz ve bol enerji sağlama hayaline bir adım daha yaklaşıyor. Bir füzyon enerji santrali şehrinizde açılmadan önce oldukça uzun bir yol alınması gerekiyor. Ancak bilim insanları umutlu.

"Bu, bilim insanlarının [NIF] ve işbirlikçilerinin Aralık ayında ne olduğunu iyi anladıklarını ve bunu tekrar başarabildiklerini gösteriyor," diyor bu deneyin bir parçası olmayan Birleşik Krallık'taki York Üniversitesi'nden bir füzyon bilim insanı olan John Pasley. NIF, sonuçlarını henüz resmi olarak sunmamış olan tesisin bilim insanlarının yorum yapmaktan kaçındığını belirtti. Bu yüzden Temmuz ayında gerçekleşen deneyin ayrıntılarının çoğunu henüz bilmiyoruz.

Füzyonun birden fazla gerçekleştirme şekli vardır ve NIF, inertial confinement fusion (ICF) adı verilen bir yöntemle çalışır. NIF'in düzeneğinde, yüksek güçlü bir lazer 192 daha küçük lazer ışınına bölünür ve bilim insanlarının hohlraum adını verdiği bir kapsülü yağmurlandırır. Hohlraum'un duvarları içinde bu bombardıman X-ışınlarına yol açar ve bu X-ışınları kapsülün doldurulmasına çarpar: deuterium ve trityum adlı bir pellet, güneşinkinden daha yoğun sıcaklıklarda ve basınçlarda sıkıştırılarak füzyon başlatılır.

Tüm bu çalışmaların amacı, lazerin koyduğundan daha fazla enerji oluşturarak denge noktasını geçmek ve füzyon bilim insanlarının "kazanç" olarak adlandırdığı bir başarı elde etmektir. Aralık ayındaki deneyde, 2.05 megajoule'lik lazer ışınları 3.15 megajoule'lik füzyon enerjisi elde etti. NIF verilerini yayınlamadıkça kesin olarak bilemeyeceğiz, ancak isimsiz kaynaklar Financial Times'a göre bu ikinci başarı daha da büyük bir kazanç elde etti. Ayrıca, Aralık ayındaki deneyde kendiliğinden ısınma da başarıldı: artık yakıt eklemeye ihtiyaç duymayan bir yangın gibi. Birçok bilim insanı, kendiliğinden ısınmanın ICF'de güç üretmek için bir önkoşul olduğunu düşünüyor. Dışarıdaki bilim insanları, NIF'in yeni deneyinin de kendiliğinden ısınmayı başardığını speküle ediyor. MIT'den bir füzyon bilim insanı olan Dennis Whyte, NIF araştırmasına katılmayan bir kişi olarak, "Bilimsel sürecin açık bir parçası aynı sonucu elde etmektir," diyor. "Tabii ki, bu son derece güç verici."

Bu küçük bir başarı değil. ICF deneyleri son derece hassastır. Lazerlerin açılarında çok ince değişiklikler, hohlraum ve pellet şekillerindeki değişiklikler ve diğer onlarca faktörden herhangi birindeki ufak değişiklikler, çıktıyı ciddi şekilde değiştirebilir. NIF, Aralık ayında füzyon kazancının yüzeyini hafifçe sıyırdı ve ufak değişikliklerin kazanç noktasını geçmek ile geçmemek arasındaki fark olduğu açıktır.

1950'lerden beri füzyon bilim insanları, NIF ekibinin geçen yıl yaptığı gibi, iki kez deneyimlediği şeyi yapmaya çalıştılar. Ancak uzun vadeli hedef, bu deneysel girişimleri dünyanın insanlarına temiz, ucuz ve bol enerji sağlayacak şekilde dönüştürmektir. Bu kilometre taşını bir enerji santraline dönüştürmek tamamen başka bir hedefdir ve henüz yeni başlamıştır. Labordaki kazancı elde etmek, bir ateşi yakmayı öğrenmeye benzerken, bunu elektrik üretmek için kullanmak bir buhar motoru inşa etmek gibidir.

John Pasley, "İniş ve kazanç gösteriminin doğrulamasından daha yakın hedeflere doğru kaymalarını görmek isterim. Füzyon enerji santrali inşa etmek için NIF daha büyük bir kazanç göstermek zorunda kalacak. Aralık ayındaki deney, NIF bilim insanlarının koyduğundan yaklaşık 1.5 kat daha fazla enerji üretti. Temmuz deneyi, Aralık deneyinden iki veya üç kat daha fazla enerji üretti bile olsa, NIF henüz füzyon bilim insanlarının bir enerji santrali için gerektiğini düşündüğü kazanç noktasına yaklaşmış olmayacak: yaklaşık 100 kat.

Bu büyüklükte bir kazanç, füzyonu daha büyük bir elektrik ağına uygun bir katkı haline getirebilir. NIF'nin başarısının önemi abartılamaz, ancak tesiste aslında dış dünyadan alınan enerjiden daha fazla enerji üretmedi. 3.15 megajoule'lik enerjiyi yaratan lazeri çalıştırmak için cihaz Kaliforniya'nın enerji şebekesinden 300 megajoule enerjiye ihtiyaç duydu.

NIF, bu hedefi tamamlamak için en uygun yer değil, kısmen ABD nükleer silah stokunu korumak için inşa edildiği ve sürekli olarak füzyona odaklanamadığı için. Ancak şu anda NIF muhtemelen daha fazla lazer atışı yaparak denemeye devam edecek. Ve bilim insanları sonuçları simülasyonlarla karşılaştırarak yüzeyin altında neler olduğunu anlamaya çalışabilirler.

"Whyte, "Şu an ne olacağını varsaydığımız şey, onlarca çalışma yapacağız ve gerçekten çok şey öğreneceğiz" diyor.

kaynak: popsci.com