Çin’in yapay Güneş’i bir eşiği daha geçti

Nükleer füzyondan gelen temiz ve sınırsız enerjiye erişeceğimiz gün, Çin’in Deneysel Gelişmiş Süperiletken Tokamak‘ı (EAST) sayesinde bir adım daha yaklaştı. Dört aylık bir deney sırasında, ‘Çin yapay güneşi’ 100 milyon santigrat derecenin üzerinde (Güneş’in iç kısmından altı kat daha sıcak) bir çekirdek plazma sıcaklığına ve 10 MW’lık bir ısıtma gücüne ulaştı. Böylece araştırmacılar pratik nükleer füzyonun çeşitli yönlerini inceleme olanağı buldu.

2006’da çalışmalara başlayan, Çin’in tasarladığı ve geliştirdiği EAST, Çin Bilimler Akademisinin Hefei Fizik Araştırmaları Enstitüsünde (CASHIPS) bulunuyor ve hem Çinli hem de uluslararası bilimciler tarafından kararlı hal operasyonları ve ITER ile ilgili fizik araştırmaları için açık bir test tesisi olarak tanımlanıyor. Diğer birçok füzyon deneyi gibi, burada da nihai amaç pratik bir nükleer füzyon güç reaktörü üretmek.

Güneş koşulları nasıl oluşuyor?

EAST, sert vakum oluşana dek ısıtılan ve daha sonra içine hidrojen atomları enjekte edilen metal bir torus veya donut’tan (ortası delik yuvarlak yapı) oluşan bir tokamak reaktörü. Bu atomlar bir plazma oluşturmak için bir dizi farklı yöntemle ısıtıldıktan sonra birkaç farklı güçlü süper-iletken mıknatıs kullanılarak sıkıştırılıyor.

Sonunda, plazma o kadar sıcak ve sıkışmış bir hale geliyor ki, reaktör içindeki koşullar Güneş’in içinde bulunanları taklit edebiliyor. Bu da hidrojen atomlarının kaynaşmasına ve çok büyük miktarda enerji açığa çıkmasına sebep oluyor. Bilimciler füzyon reaksiyonunun kendi enerjisini karşılayabildiği bir reaktörün üretilebilmesini ve reaktörün tükettiğinden daha fazla enerji üretmesini sağlamayı amaçlıyor.

EAST, ürettiği daha önce görülmemiş sıcaklıkları ve yoğunlukları, plazma oluşturmak ve füzyon işlemini başlatabilmek için dört farklı ısıtma yöntemini birleştirerek, 10 saniye boyunca korudu. Kullanılan yöntemler: düşük melez dalga ısıtma (plazmadaki iyonların ve elektronların salınması), elektron siklotron dalga ısıtma (statik bir manyetik alan ve yüksek frekanslı bir elektromanyetik alan kullanarak), iyon siklotron rezonans ısıtma (bir siklotronun iyonlarını hızlandırarak) ve nötr ışın iyon ısıtması (hızlandırılmış nötr parçacıklardan oluşan bir ışının plazma içine enjekte edilmesi) şeklindeydi.

Amaç bu sıcaklıkta deneyler yürütebilmek

Ancak, amaç sadece reaktörün bunu başarabildiğini göstermek değil, aynı zamanda plazma stabilitesinin ve dengenin nasıl korunacağını, nasıl sınırlanacağını, nasıl taşınacağını ve plazma duvarının enerjik parçacıklar ile nasıl etkileşime girdiğini incelemekti. Ayrıca, EAST radyo frekanslı dalga dominant ısıtmanın nasıl kullanılacağının, yüksek derecede saflık ile yüksek düzeyde plazma depolamasının nasıl korunacağının, manyetohidrodinamik stabilitenin nasıl korunacağının ve su soğutmalı bir tungsten yönlendirici kullanarak ısının nasıl dışarı atılacağının bir göstegesi olarak kullanıldı.

CASHIPS, EAST’in 100 milyon derecenin üzerinde elektron sıcaklığını uzun süre boyunca nasıl koruyacağını ve daha fazla bilgiye nasıl ulaşılacağını araştırmak için kullanıldığını ve Fransa’da inşa edilen Uluslararası Termo Çekirdek Deneysel Reaktör (ITER), Çin Füzyon Mühendisliği Test Reaktörü (CFETR) ve DEMO gibi gelişmiş reaktörlerin daha da geliştirilmesine yardımcı olduğunu söylüyor. 100 milyon santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklara ulaşılması -sadece 10 saniye kadar sürse bile- nükleer füzyon için gerekli sıcaklıklara ulaşmanın mümkün olduğunu kanıtlıyor.

Kaynak: New Atlas