Yenilenebilir enerji dünyasında belki de füzyon enerjisinden daha iddialı bir hedef yoktur. Bu, sonuç olarak geçersiz miktarda enerji üreten bir süreç olan helyum oluşturmak için hidrojen atomlarının kaynaşmasını içerir. Bu, güneşte her an gerçekleşen bir reaksiyondur, ancak bunu Dünya’da tekrarlamak sıkıcı ve nadir görülen bir süreçtir. Ancak başarılı olursak, artan enerji ihtiyacımızı karşılayan temiz bir yenilenebilir elektrik kaynağına erişimimiz olacak.
Bu amaçla, araştırmacılar, bir füzyon reaktörünün ilk reaksiyonu oluşturmak için gerekenden daha fazla enerji ürettiği zaman olan “ateşleme” adı verilen bir fenomeni takip ediyor. Bu hedefe ulaşmak için Fransa’daki Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör (ITER) dahil olmak üzere birkaç büyük girişimde bulunuluyor. Bu çaba, hidrojen yakıtı kullanılarak oluşturulan aşırı ısıtılmış plazma oluşturmak için tokamak adı verilen bir makinede güçlü mıknatıslar kullanır.
Ama işin püf noktası şu: Her şey ters gitmeye başlamadan önce bir tokamak içine koyabileceğiniz çok fazla hidrojen yakıtı var.
İsviçre Plazma Merkezi araştırmacısı Paolo Ricci, “Bir tokamak içinde plazma yapmanın sınırlamalarından biri, içine enjekte edebileceğiniz hidrojen yakıtı miktarıdır” dedi. Bir basın açıklamasında söyledi. “Füzyonun ilk günlerinden beri, yakıtın yoğunluğunu artırmaya çalışırsanız, bir noktada ‘türbülans’ dediğimiz şeyin olacağını biliyorduk – temelde tuzağı tamamen kaybedersiniz ve plazma nereye giderse gitsin. bu.”
Bu sorunu çözmek için bilim adamları, bozulmadan önce tokamak içine sığdırabileceğiniz maksimum hidrojen miktarını ölçmek için farklı denklemler aramaya başladılar. Ona yapışan ve füzyon araştırmaları dünyasında bir dayanak noktası haline gelen yasalardan biri, bir tokamak’ın kullanabileceği yakıt miktarının doğrudan makinenin yarıçapı ile ilgili olduğunu belirten “Greenwald Limiti” olarak bilinir. ITER’in arkasındaki araştırmacılar, cihazlarını bile bu yasaya göre oluşturdular.
Ancak Greenwald’ın limiti bile mükemmel değildi.
California’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda deneysel fizikçi olan Alex Zelstra, “Greenwald sınırı, bizim ‘deneysel’ yasa veya sınır dediğimiz şeydir, bu da temelde bunun önceki deneylerde yapılan gözlemlere dayanan genel bir kural gibi olduğu anlamına gelir” dedi. Daily Beast. bir mektupta. “Bunlar çok faydalı, ancak denemelerden elde ettiğimiz verilere sahip olduğumuz koşulların dışında bunları uygularken her zaman dikkatli olmamız gerekiyor.”
Bu yüzden Ritchie ve ekibi, bu sağlam inanca meydan okudu. yeni kağıt 6 Mayıs’ta dergide yayınlandı Fiziksel inceleme mektupları. İçinde, Greenwald sınırının aslında neredeyse iki katı kadar artırılabileceğini varsaydılar – plazma üretmek için bir tokamak’a gidecek hidrojen yakıt miktarının neredeyse iki katı. Bulguları, şu anda geliştirilmekte olan ITER reaktörünün halefi olan DEMO gibi gelecekteki füzyon reaktörlerinin nihayet ateşlemeye ulaşması için zemin hazırlayabilir.
Ritchie, “Bu önemli çünkü bir tokamak’ta elde edebileceğiniz yoğunluğun, onu çalıştırmak için ihtiyaç duyduğunuz güçle arttığını gösteriyor” dedi. “Aslında DEMO, mevcut tokamaklardan ve ITER’den çok daha yüksek güçte çalışacak, bu da Greenwald Yasasının aksine çıktıyı düşürmeden daha fazla yakıt yoğunluğu ekleyebileceğiniz anlamına geliyor. Ve bu çok iyi bir haber.”
Zylstra, ekibin keşfinin önemli olduğunu düşünüyor çünkü füzyon reaktörlerinin de neden sınırları olduğuna ışık tutuyor. Ayrıca, ITER veya DEMO gibi tokamak tasarımlarının “önceden düşünülenden daha az kısıtlayıcı” olabileceğini belirtiyor. İki kat daha fazla yakıt yoğunluğu ile bu, tokamak’ın güç çıkışını önemli ölçüde iyileştirebilir ve sonunda bizi tutuşturabilir.
Zilstra, “Füzyon, hem bilimsel hem de teknolojik olarak çok zorlu bir problem ve füzyonun gücünü gerçeğe dönüştürmek, her seferinde adım adım birçok ilerlemeyi gerektiriyor” dedi. “Bu çalışma, özellikle ITER gibi makinelerde daha fazla doğrulanırsa, manyetik füzyon topluluğunun deneysel tesisler ve enerji üretimi için gelecekteki tasarımları tasarlamasına ve iyileştirmesine kesinlikle yardımcı olacaktır.”
“Bedava müzik aşığı. Sert yemek fanatiği. Troublemaker. Organizatör. Bacon fanatiği. Zombi aşığı. Seyahat bilimcisi.”