Güneş Makinesi

Kuzey Almanya’nın üniversite şehri Greifswald’da araştırmacılar güneşi dünyaya taşımaya çalışıyor. Burada Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü’nün (IPP) Wendelstein 7-X füzyon reaktörü bulunuyor. İç kısmında, elektrik yüklü parçacıklardan oluşan, sıcaklığı 40 milyon dereceye varan bir plazma, özel olarak şekillendirilmiş muazzam manyetik bobinler tarafından kontrol altında tutuluyor. Geleceğin füzyon santrallerinde aynen güneşteki gibi hafif atom çekirdeklerinin birbiriyle kaynaşması amaçlanıyor. Dünyadaki birçok konsept bunun için iki hidrojen izotopu olan deuteryum ve trityuma güveniyor. Füzyon reaksiyonu sırasında CO2 salımı olmuyor.

Füzyon santralleri nasıl çalışıyor?

Wendelstein 7-X Stellaratör olarak adlandırılıyor. İçine mıknatısların, plazmanın sarmal şeklinde hareket etmesini sağlayacak şekilde tasarlanıp düzenlendiği füzyon reaktörlerine bu ad veriliyor. Bu, iç kısmını daha stabil tutuyor. Çünkü aşırı sıcak gazın asla reaktör kılıfına temas etmemesi gerekiyor. Greifswald'daki bu reaktör türünün dünyadaki en büyüğü sayılıyor.

Tokamak reaktörleri bunu çok daha basit biçimli mıknatıslar ve plazmada daha yüksek bir parçacık akışı ile çözüyor. Bu konsept nispeten kolay inşa edilebildiği için uzun süre favori sayılıyordu. Almanya bu alanda dünyanın zirvesinde yer alıyor. Münih yakınlarındaki Garching’de bulunan ASDEX Upgrade Tokamak tesisi, şu anda Güney Fransa’da yedi ortak tarafından inşa edilen uluslararası ITER araştırma projesinin çalışmasına da öncülük ediyor. ASDEX Upgrade de Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü tarafından geliştirildi.

İlk nükleer füzyon santralleri ne zaman gelecek?

Uzmanlar, ilk demo tesislerin 2030’lu yıllarda devreye alınacağı görüşünde. IPP’nin bir spin-off’u olan Münihli Proxima Fusion adlı startup da bu zaman aralığını hedefliyor. Kendisine ait “Alpha” adlı araştırma reaktörünü 2030’lu yılların başına kadar tamamlamak istiyor. Proxima Fusion, stellaratör teknolojisini kullanıyor ve 2,4 milyar Euro’luk değeriyle şu anda Avrupa’nın en iyi finanse edilen nükleer füzyon şirketi. Yine Münih merkezli olan Marvel Fusion adlı startup, lazer tabanlı füzyon enerjisinin geliştirilmesine odaklanıyor. Yüksek yoğunluklu, kısa palslı lazerler hidrojen izotoplarını borla füzyonluyor ve bu sayede kısa bir süre için yaklaşık 140 milyon derecelik sıcaklıklar oluşuyor.

Almanya Hükümeti, füzyon araştırmalarına muazzam yatırımlar yapıyor. Federal Araştırma Bakanlığı’nın “Füzyon Eylem Planı”, 2029 yılına kadar toplamda 2,4 milyar Euro destek fonu öngörüyor. Açıklanan hedef: Dünyanın ilk ticari füzyon santralinin Almanya’da kurulması. BMFTR ilk aşamada Karlsruhe, Biblis ve Garching’de kendini manyetik füzyon, lazer füzyonu ve malzeme geliştirme konularına adamış üç araştırma merkezini destekliyor. Proxima Fusion’ın “Alpha” reaktörü için 1,2 milyar Euro tutarınca bir devlet teşviki üzerinde görüşülüyor.

Nükleer füzyon ne gibi fırsatlar sunuyor?

Nükleer füzyon teknik ve ekonomik açıdan başarılı olursa, büyük miktarda düşük CO2 salımı olmayan enerji sağlanabilecek – hava koşullarından veya mevsimden bağımsız olarak. Deuteryum, yani olası bir füzyon yakıtı bol miktarda mevcut. Buna karşılık trityum fazla yok ve geleceğin enerji santrallerinde muhtemelen lityumdan üretilmesi gerekecek. Böylece nükleer füzyon, rüzgâr ve güneş enerjisini mantıklı bir şekilde tamamlayabilecek.