Nükleer füzyon araştırmalarında son yıllarda kaydedilen ilerlemeler, temiz ve sürdürülebilir enerji üretimi konusundaki umutları artırmaktadır. Bu bağlamda, Almanya’nın Greifswald kentinde bulunan Wendelstein 7-X stellaratoru üzerinde gerçekleştirilen deneyler, önemli bir dönüm noktasını temsil etmektedir.
Wendelstein 7-X ve Gyrotron Teknolojisi
Wendelstein 7-X, dünyanın en büyük stellarator tipi füzyon reaktörüdür ve 2015 yılından bu yana Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü tarafından işletilmektedir. Stellaratorlar, plazmayı manyetik alanlar aracılığıyla hapsederek, yüksek sıcaklıklarda kararlı bir şekilde tutmayı amaçlayan cihazlardır. Bu süreçte, plazmanın istenilen sıcaklıklara ulaşması ve stabil kalması için yüksek frekanslı mikrodalga enerjisi gereklidir. Bu enerjinin üretilmesinde ise “gyrotron” adı verilen özel vakum tüpleri kullanılır.
Gyrotronlar, güçlü manyetik alanlar içinde hareket eden elektronların, milimetre dalga boyunda yüksek frekanslı mikrodalgalar üretmesi prensibiyle çalışır. Bu mikrodalgalar, plazmayı ısıtarak füzyon reaksiyonlarının gerçekleşmesi için gerekli olan aşırı sıcaklıkların elde edilmesini sağlar. Thales firması, Avrupa’da bu tür yüksek güçlü gyrotronları üreten tek şirket olarak öne çıkmaktadır. Avrupa Gyrotron Konsorsiyumu (EGYC) ile iş birliği içinde geliştirilen bu ileri teknoloji cihazlar, plazmayı Güneş’in çekirdeğinden on kat daha sıcak hale getirebilmektedir.
Tarihi Dünya Rekoru
Eylül 2024’te başlatılan yeni deneysel kampanya kapsamında, Thales tarafından geliştirilen TH1507U model gyrotron cihazı kullanılarak, 140 gigahertz frekansında 360 saniye boyunca toplamda 1,3 megawatt radyo frekansı çıkışı sağlanmıştır. Bu başarı, nükleer füzyon araştırmalarında bir dünya rekoru olarak kaydedilmiştir. Bu deney, plazmanın kontrollü bir ortamda daha uzun süreli kararlılık ve yüksek sıcaklıklarda incelenmesine olanak tanımıştır. Bu tür deneyler, füzyon sürecinin endüstriyel ölçeğe taşınabilmesi için gerekli adımların atılmasını sağlamaktadır.
Nükleer Füzyonun Geleceği
Nükleer füzyon, hidrojen gibi hafif atom çekirdeklerinin birleşerek helyum gibi daha ağır bir çekirdek oluşturması ve bu süreçte büyük miktarda enerji açığa çıkarması prensibine dayanır. Bu reaksiyonların kontrollü bir şekilde gerçekleştirilmesi, temiz ve sürdürülebilir enerji üretimi için büyük bir potansiyel sunmaktadır. Ancak, füzyonun gerçekleşebilmesi için plazmanın milyonlarca derece sıcaklığa ısıtılması ve güçlü manyetik alanlar içinde hapsedilmesi gerekmektedir.
Günümüzde, manyetik hapis yönteminde tokamak ve stellarator olmak üzere iki ana cihaz türü bulunmaktadır. Tokamak cihazları, plazmayı hapsedip ısıtmak için toroidal manyetik alanlar kullanırken, stellaratorlar daha karmaşık manyetik alan konfigürasyonlarıyla plazmayı kararlı bir şekilde hapsedebilir. Wendelstein 7-X, bu alanda yapılan en gelişmiş stellaratorlardan biridir ve elde edilen sonuçlar, füzyon enerjisinin geleceği için umut verici gelişmelere işaret etmektedir.
Sonuç olarak, Wendelstein 7-X üzerinde gerçekleştirilen bu deneyler, nükleer füzyon araştırmalarında önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir. Gyrotron teknolojisiyle elde edilen bu başarı, temiz ve sürdürülebilir enerji üretimi yolunda atılan kritik bir adımdır. Bu tür gelişmeler, gelecekte enerji ihtiyacının karşılanmasında nükleer füzyonun etkin bir çözüm olabileceğini göstermektedir. Bugüne kadar Dünyada gerçekleşen gelişmeler aşağıda listelenmiştir:
| Tarih | Ülke | Kuruluş/Firma | Rekor Türü | Reaktör Özelliği | Açıklamalar | Kaynak |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Şub.24 | İngiltere | Birleşik Avrupa Torusu (JET) | En Yüksek Enerji Üretimi | Tokamak tipi reaktör; 0,21 mg döteryum-trityum yakıt karışımı kullanıldı | 5 saniye boyunca yaklaşık 69,3 megajoule füzyon enerjisi üretildi. Bu, 2022’de elde edilen 59 megajoule’lük önceki rekoru aştı. | Sözcü |
| Aralık 2023 – Şubat 2024 | Güney Kore | Kore Füzyon Enerjisi Enstitüsü (KFE) | En Uzun Süre Yüksek Sıcaklıkta Plazma | KSTAR (“Yapay Güneş”) reaktörü; plazma sıcaklığı 100 milyon santigrat derece | Plazma, 100 milyon santigrat derecede 48 saniye boyunca tutuldu. Bu, 2021’deki 30 saniyelik önceki rekoru geride bıraktı. | TRT Haber |
| Eki.24 | Japonya | JT-60SA Projesi | En Büyük Plazma Hacmi | Tokamak tipi reaktör; plazma hacmi 160 metreküp | JT-60SA reaktörü, 160 metreküplük plazma hacmi üreterek Guinness Dünya Rekoru’na girdi. Bu başarı, ITER projesi için önemli bir adım olarak kabul edildi. | |
| May.23 | Çin | Çin Bilimler Akademisi Plazma Fiziği Enstitüsü | En Uzun Süre Yüksek Sıcaklıkta Plazma | EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) reaktörü; plazma sıcaklığı 120 milyon santigrat derece | Plazma, 120 milyon santigrat derecede 101 saniye boyunca tutuldu. Bu, önceki rekorları aşarak füzyon araştırmalarında önemli bir kilometre taşı oldu. | Son Dakika Haber |
| Kas.24 | Çin | Çin Mühendislik Fiziği Akademisi | En Yüksek Plazma Sıcaklığı | Z-pinch füzyon reaktörü; plazma sıcaklığı 150 milyon santigrat derece | Z-pinch teknolojisi kullanılarak plazma sıcaklığı 150 milyon santigrat dereceye ulaştırıldı. Bu deney, füzyon enerjisinin pratik uygulamaları için umut verici sonuçlar sundu. | |
| Ara.22 | ABD | Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı | Net Enerji Kazancı Elde Edilen İlk Füzyon Reaksiyonu | Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF); lazer tabanlı eylemsiz hapis yöntemi kullanıldı | İlk kez bir füzyon reaksiyonunda, reaksiyonu başlatmak için kullanılan enerjiden daha fazla enerji üretildi. Bu, füzyon enerjisi araştırmalarında tarihi bir dönüm noktası olarak kabul edildi. | EuronewsEuronews |
| Tem.23 | ABD | Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı | Artırılmış Enerji Üretimiyle Füzyon Deneyi | Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF); geliştirilmiş lazer sistemleri kullanıldı | Aralık 2022’deki deneyin tekrarı niteliğinde olan bu çalışmada, önceki deneye göre daha fazla enerji üretildi. Bu, füzyon reaksiyonlarının tekrarlanabilirliğini ve ölçeklenebilirliğini gösterdi. | IndyTurk |
| May.24 | Fransa | Fransız Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonu (CEA) | En Uzun Süre Yüksek Sıcaklıkta Plazma | WEST (Tungsten Environment in Steady-state Tokamak) reaktörü; plazma sıcaklığı 50 milyon santigrat derece | Plazma, 50 milyon santigrat derecede 6 dakika boyunca tutuldu. Bu başarı, nükleer füzyon araştırmalarında önemli bir adım olarak kabul edildi. | IndyTurk |
| 15.Şub.23 | Almanya | Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü (IPP) | En Yüksek Enerji Dönüşümü ve En Uzun Plazma Süresi | Wendelstein 7-X stellarator; plazma süresi 480 saniye, enerji dönüşümü 1,3 gigajoule | Wendelstein 7-X, 480 saniye boyunca plazmayı kararlı bir şekilde tutarak 1,3 gigajoule enerji dönüşümü sağladı. Bu, önceki en iyi değerin 17 katıdır. | IPP |
| Eyl.24 | Almanya | Thales ve Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü (IPP) | En Yüksek Güçte Gyrotron Çıkışı | TH1507U model gyrotron; 140 gigahertz frekansında, 360 saniye boyunca 1,3 megawatt radyo frekansı çıkışı | Thales tarafından geliştirilen TH1507U gyrotron cihazı, Wendelstein 7-X’te 360 saniye boyunca 1,3 megawatt güç üreterek dünya rekoru kırdı. | Donanım Haber |
Diğer Ülkelere ait Deneyler
