ABD’li fizikçiler, geçen yıl nükleer füzyonda “yanan plazma” adı verilen bir aşamaya ulaştıklarını doğruladılar.
Füzyon gücünü kırmak için uzun süredir devam eden bir çaba var çünkü sınırsız bir temiz enerji kaynağı vaat ediyor.
Yanan plazma, dışarıdan verilen enerji yerine füzyon reaksiyonları süreçte baskın ısıtma kaynağı olduğunda meydana gelir.
Sahne, Kaliforniya’daki Ulusal Ateşleme Tesisi’nde (NIF) yapılan deneylerde görüldü.
Başarı, akademik Nature dergisinde yayınlanan iki makalede açıklanmıştır.
Mevcut nükleer enerji, daha hafif olanları üretmek için ağır bir kimyasal elementin ayrıldığı fisyon adı verilen bir sürece dayanır. Füzyon, daha ağır olanı yapmak için iki hafif elementi birleştirerek çalışır.
Araştırmacılar 1950’lerden beri nükleer füzyon sorunu üzerinde çalışıyorlar. Güneş’e güç veren süreç budur ve çaba bazen Dünya’da bir yıldız inşa etmeye benzetilmiştir. Bununla birlikte, nükleer füzyonu ticari olarak uygulanabilir bir enerji kaynağına dönüştürmenin zor olduğu kanıtlanmıştır.
Tepkileri devam ettirmek sorun değil; İşin püf noktası, füzyon sürecinden sizin koyduğunuzdan daha fazla enerji elde etmektir.
Bu amaçla, NIF bir kapsül içinde hidrojen yakıtını ısıtmak ve sıkıştırmak için güçlü bir lazer kullanır. Dünyadaki en yüksek enerjili örnek olan bu lazerden gelen 192 ışın, hidrojen elementinin farklı formları olan döteryum ve trityum içeren biber büyüklüğünde bir kapsüle yönlendirilir.
Bu, yakıtı kurşun yoğunluğunun 100 katına kadar sıkıştırır ve onu Güneş’in merkezinden daha sıcak olan 100 milyon santigrat dereceye kadar ısıtır. Hedefi bu şekilde ısıtmak, plazma adı verilen elektrik yüklü bir gaz üretir. Plazmada, elektron parçacıkları atomlardan ayrılarak atom çekirdeği olarak bilinen parçalar bırakılır. Bunlar birlikte kaynaşarak süreçte enerji üretebilir.
NIFImage kaynağında, LLNL’de bir destek yapısının içi
Resim yazısı,
NIF, California’daki Livermore’da yerleşiktir.
Füzyon reaksiyonları, işlemi başlatmak için gereken lazer enerjisi yerine plazmada baskın ısıtma kaynağı olduğunda, ısı daha da fazla füzyon için enerji sağlar.
“Bu deneylerde, herhangi bir füzyon araştırma tesisinde ilk kez, yakıttan füzyon reaksiyonlarını başlatmak için gerekenden daha fazla füzyon enerjisinin yayıldığı yanan bir plazma durumuna veya yakıt üzerinde yapılan iş miktarına ulaştık.” NIF’in merkezinin bulunduğu Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda (LLNL) fizikçi olan Annie Kritcher dedi.
LLNL meslektaşı Alex Zylstra şunları ekledi: “On yıllar boyunca yapılan deneyler, plazmayı ısıtmak için büyük miktarlarda ‘harici’ ısıtma kullanan füzyon reaksiyonları üretti – şimdi, ilk kez, füzyonun kendisinin ısıtmanın çoğunu sağladığı bir sistemimiz var. .
“Bu, daha da yüksek füzyon performansı seviyelerine giden yolda önemli bir kilometre taşıdır.”
Bu aşamaya ulaşmak için önceki girişimler, plazma şeklini kontrol etmedeki zorluklarla sınırlandırılmıştır. Ancak NIF’teki araştırmacılar, plazmayı içerirken daha fazla yakıt tutabilen ve daha fazla enerji emebilen kapsüllerin kullanımını içeren gelişmiş bir deneysel tasarım buldular.
Plazma yakıldığında bile, işlemden enerji kaybedilir. Ancak bu, NIF’in daha büyük “ateşleme” ve kendi kendini idame ettiren enerji üretimi hedefinden önce kalan son kilometre taşlarından biridir.
Ateşleme sırasında, füzyon reaksiyonları yoluyla açığa çıkan enerji, lazer tarafından yakıta verilen enerjiyi aşar.
Ağustos 2021’de NIF, ateşlemeye giden yolun yaklaşık %70’ine ulaştıklarını bildirdi.