Bilim Adamları Tarafından Açıklanacak Büyük Füzyon Enerjisi Buluşu

Beykozlu

New member
Bir hükümet yetkilisine göre, federal bir nükleer silah tesisindeki bilim adamları, gelecekte bol miktarda enerji kaynağına yol açabilecek füzyon araştırmalarında potansiyel olarak önemli bir ilerleme kaydettiler.

İlerlemenin Salı günü, Kaliforniya’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda “büyük bir bilimsel atılım” yapıldığını söyleyen Enerji Bakanlığı tarafından duyurulması bekleniyor. Enerji Bakanı Jennifer Granholm ile Beyaz Saray ve diğer Enerji Bakanlığı yetkililerinin de katılması bekleniyor. Financial Times Pazar günü, bilimsel ilerlemenin, nükleer silah patlamalarını kısaca taklit eden koşullar yaratmak için dev lazerler kullanan Ulusal Ateşleme Tesisi veya NIF’yi içerdiğini bildirdi.

Henüz kamuya açıklanmayan sonuçları tartışmak için anonim olarak konuşan hükümet yetkilisi, NIF’deki füzyon deneyinin, üretilen füzyon enerjisinin reaksiyonu başlatan lazer enerjisine eşit olduğu ateşleme olarak bilinen şeyi başardığını söyledi. Ateşleme aynı zamanda birinin enerji kazancı olarak da adlandırılır.

Böyle bir gelişme, Amerika Birleşik Devletleri’nin nükleer silahlarını nükleer test yapmadan sürdürme yeteneğini geliştirecek ve bir gün lazer füzyonunun bir enerji kaynağı olarak kullanılmasına yol açabilecek gelecekteki ilerleme için zemin hazırlayabilir.


Henüz kamuya duyurulmamış olsa da, haberler fizikçiler ve füzyon üzerine çalışan diğer bilim adamları arasında hızla yayıldı.

Uzun süredir NIF’i eleştiren emekli bir plazma fizikçisi Stephen Bodner, “Dün bir bilim insanı arkadaşım, Livermore’un geçen haftaki enerji kazanımını bir katını aştığını ve sonucu Salı günü açıklayacağını belirten bir not gönderdi,” dedi. Pazartesi sabahı e-posta. “Hedeflerine ulaştıklarında takdiri hak ediyorlar.”

füzyon nedir?

Füzyon, güneşe ve diğer yıldızlara güç veren termonükleer reaksiyondur – hidrojen atomlarının helyuma dönüşmesi. Helyumun kütlesi orijinal hidrojen atomlarından biraz daha azdır. Böylece, Einstein’ın ikonik E=mc² denklemiyle, bu kütle farkı bir enerji patlamasına dönüştürülür.

Dünya üzerinde kontrollü bir şekilde üretilebilecek füzyon, mevcut nükleer santrallerin yaptığı gibi kömür ve petrol gibi sera gazları veya tehlikeli, uzun ömürlü radyoaktif atıklar üretmeyen bir enerji kaynağı anlamına gelebilir.

Yıldızsız füzyonu nasıl üretirsiniz?

Bugüne kadarki füzyon çabalarının çoğu, tokamaklar olarak bilinen halka şeklindeki reaktörleri kullandı. Reaktörlerin içinde hidrojen gazı, elektronların hidrojen çekirdeklerinden sıyrılmasına yetecek kadar yüksek sıcaklıklara ısıtılır ve plazma olarak bilinen pozitif yüklü çekirdek ve negatif yüklü elektron bulutları oluşturulur. Manyetik alanlar, plazmayı çörek şekli içinde hapseder ve çekirdekler birbirine kaynaşarak, dışarı doğru uçan nötronlar şeklinde enerji açığa çıkarır.


Ancak Salı günkü duyuru farklı bir yaklaşım içeriyor. NIF, kurşun kalem silgisi büyüklüğündeki metal bir silindire aynı anda ateşleyen 192 dev lazerden oluşur. Yaklaşık 5.4 milyon Fahrenheit dereceye kadar ısıtılan silindir buharlaşarak bir X-ışınları patlaması oluşturur ve bu da BB boyutunda bir donmuş döteryum ve trityum topakını, iki ağır hidrojen formunu ısıtır ve sıkıştırır. Patlama, hidrojeni helyuma dönüştürerek füzyon oluşturur.

Kasım 2020 ve Şubat 2021’de Ulusal Ateşleme Tesisinde yapılan bir deneyde yanan plazma durumuna ulaşmak için kullanılan BB boyutlu kriyojenik hedef. Kredi… Jason Laurea/Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı

Şimdiye kadar hangi lazer füzyon ilerlemeleri kaydedildi?

3,5 milyar dolarlık bir maliyetle inşa edilen NIF’in temel amacı, ABD’nin nükleer silahlarını nükleer test patlamaları olmadan sürdürmesine yardımcı olacak deneyler yapmaktır. Taraftarlar ayrıca, uygulanabilir ticari enerji santrallerine yol açabilecek füzyon araştırmalarını ilerletebileceğini söylediler.

Bununla birlikte, NIF başlangıçta neredeyse hiç füzyon üretmedi. 2014’te, Livermore bilim adamları nihayet başarı bildirdiler, ancak o zaman üretilen enerji çok küçüktü – 60 watt’lık bir ampulün beş dakikada tükettiğine eşdeğer.

Geçen yıl, Livermore bilim adamları, hidrojen hedefini vuran lazer ışığının enerjisinin yüzde 70’i kadar büyük bir sıçrama, bir enerji patlaması – 10 katrilyon watt güç – bildirdiler.

Ancak patlama – esasen minyatür bir hidrojen bombası – saniyenin yalnızca 100 trilyonda biri kadar sürdü.

Financial Times tarafından Pazar günü yayınlanan rapor, Livermore’un en son deneyde üretilen füzyon enerjisinin hidrojen hedefini vuran lazer enerjisi miktarını aştığını açıklayacağını öne sürüyor.

Bunun gerçekleşmesi için, füzyon reaksiyonunun kendi kendini idame ettirmesi gerekiyordu, yani topağın merkezindeki sıcak noktadan dışarıya doğru akan parçacık seli, çevreleyen hidrojen atomlarını ısıttı ve onların da kaynaşmasına neden oldu.


Füzyon gücünün önündeki engeller nelerdir?

Önemli bir uyarı, iddianın hidrojen hedefini vuran lazer enerjisine odaklanmasıdır. NIF’in lazerleri son derece verimsizdir, yani lazerlere güç sağlamak için kullanılan enerjinin yalnızca küçük bir kısmı aslında onu ışınlara dönüştürür.

Katı hal lazerleri gibi daha çağdaş teknolojiler daha verimli olabilir ama yine de yüzde 100 füzyondan uzaktır; Bunun pratik olması için, füzyon enerjisi çıkışı gelen lazerlerinkinden en az birkaç kat daha büyük olmalıdır.

Salı günkü duyuru yakında ucuz füzyon enerjisine sahip olacağımız anlamına mı geliyor?

Numara.

Bilim adamları daha büyük füzyon patlamalarının nasıl üretileceğini çözseler bile, muazzam mühendislik engelleri devam edecek.

NIF’in deneyleri, her seferinde bir patlamayı inceledi.

Bu konsepti kullanan pratik bir füzyon enerji santrali, her patlama için yerine kayan yeni hidrojen hedefleri olan bir makineli tüfek hızında lazer patlamaları gerektirecektir. O zaman füzyon reaksiyonlarından dışarı doğru fırlayan nötron sağanaklarının elektriğe dönüştürülmesi gerekirdi.

Lazer kompleksi, ticari bir enerji santrali için çok büyük, çok pahalı ve çok verimsiz olan üç futbol sahası büyüklüğünde bir binayı dolduruyor.

Kesin hidrojen hedeflerini toplu olarak üretmek için bir üretim sürecinin geliştirilmesi gerekecektir.
 
Üst