Bilim İnsanları, Füzyon Enerjisini Yakalayan Bira Buzdolabı Boyutunda Bir Reaktör İnşa Etti!

Füzyon enerjisi her zaman 10 yıl uzakta gibi gözüküyor. Geliştirmeyi hızlandırmak için bazı bilim insanları, oda sıcaklığında ve daha basit makinelerle füzyon gerçekleştirmeyi amaçlayan soğuk füzyon umuduna yöneliyor. Şimdiye kadar hiç kimse bu hedefe ulaşmamış olsa da bir kimya ekibi bu amaca yaklaştıklarına inanıyor.

Bugün Nature dergisinde yayımlanan bir makale, boyut olarak bir bira dolabına benzer bir parçacık hızlandırıcısı olan Thunderbird’ü tanıtıyor. Bu tezgah üstü reaktör, iki döteryum iyonunu—hidrojen izotopu—birleştirerek nükleer füzyonu başlatan plazma bilimi kullanıyor. Ekip, elektrokimyasal bir hücre kullanarak döteryum iyon “yakıtı” üretip besleyerek füzyon oranlarını %15 artırdı, diyor makale. Bu, elektrokimya ve füzyon bilimi arasında “inandırıcı bir bağlantının” ilk gerçek gösterimi—35 yıl önce ortaya atılmış ve sonra reddedilmiş bir fikir, diye açıklıyor çalışmanın kıdemli yazarı Curtis Berlinguette Gizmodo ile yapılan bir video görüşmesinde. 

“Çalışmamızın özel yanı, plazma bilimini elektrokimyasal bilimle ilk kez birleştiriyor olmamız,” diye ekledi Kanada’nın British Columbia Üniversitesi’nden (UBC) dekarbonizasyon üzerine uzmanlaşmış kimyager Berlinguette. Görevimiz, mühendislik boyutunu “çok daha kolay ölçeklenebilir kılmak ve bu teknolojiyi çok daha hızlı ve kolay çevirmek umuduyla” bilinmeyen bilimi keşfetmekti.

Thunderbird ile Tanışın: Düşük Bütçeli Füzyon Reaktörünüz

Thunderbird, üç ana bölümden oluşuyor. İlk olarak, döteryum gazı ile yüklenen bir plazma motoru gazı iyonize eder ve döteryum iyonlarını bir palladyum metal hedefine doğru gönderir. Zamanla, palladyum döteryum iyonlarıyla dolarak çarpışmaya yol açar. Bu reaksiyon, Berlinguette’nin açıkladığı gibi, hem bir füzyon olayını hem de füzyonun gerçekten gerçekleştiğini gösteren “sert bir nükleer imza” olan nötronların salınımını tetikler.

Önemli olarak, diğer tarafta bir elektrokimyasal hücre bulunur. Bu hücre açıldığında, ağır su moleküllerini ayırarak palladyum hedefe döteryum iyonları sağlar—reaktörün yakıt yoğunluğunu artırır ve dolayısıyla füzyon başarısı olasılığını artırır.

Soğuk Füzyon Mucizeleri Değil Ama Yine de Bir Atılım

Thunderbird, döteryumla füzyon deneylerinde yaygın olarak kullanılan nadir ve kararsız bir izotop olan trityuma bağımlı değil. Ancak Thunderbird’ün arkasındaki ekip enerji mucizeleri iddiasında da değil ve şu anda mevcut olanı yerini alacak düzeyde değil, diyor Berlinguette. İlke olarak, füzyon olayları olasılığını artırmak için trityum kullanmak çok mantıklı. 

Thunderbird, “füzyon reaksiyonlarına tamamen farklı bir perspektiften bakmak” amacıyla tasarlandı, diyerek arka planda soğuk füzyon potansiyeline dayanan bir tartışmaya dikkat çekiyor Berlinguette.

“Yaptığımız şey, elektrokimyayı kullanarak nükleer füzyon oranlarını artırabileceğimizi deneysel olarak doğrulayan tekrarlanabilir bir gösterim sağlamak,” dedi. Dolayısıyla, makalenin odak noktası, döteryum üreten bir elektrokimyasal hücrenin varlığının nükleer füzyon oranlarını önemli ölçüde etkileyip etkilemeyeceğini belirlemeyi amaçlıyordu.

“Bu deney, cevabın kesinlikle evet olduğunu gösteriyor,” dedi Berlinguette.

Nükleer Füzyonun Yan Ürünleri

“Bunlar heyecan verici gelişmeler, ancak enerji verimliliği olan nükleer füzyon hala bir meydan okuma olarak duruyor,” diyor Stanford araştırmacıları Amy McKeown-Green ve Jennifer Dionne, yeni çalışmaya dahil olmayan araştırmacılar, eşlik eden bir Haber & Görüş yazısında. Elektrokimyanın füzyon oranlarını artırmak için kullanılması “önemli bir gelişme”, ancak önemli olan nokta, “hedefi hazırlamak için elektrokimya kullanılmasına rağmen, kendisinin füzyon üretmediği—alanın erken tarihine bakıldığında önemli bir ayrım.”.

Ancak McKeown-Green ve Dionne, Thunderbird’ün yaklaşımının “erişilebilir, tezgah üstü nükleer reaktörlerle düşük enerjili füzyonun daha yaygın bir şekilde incelenmesi noktasında umut verici fırsatlar sunduğu” konusunda Berlinguette ile hemfikir.

Thunderbird, füzyon dışı araştırmalar için beklenmedik uygulamalar da sundu. Örneğin, kullandıkları teknikler süper iletken metallerle çalışan mühendisler için faydalı olabilir ve deuterasyon ilaçları gibi tıbbi uygulamalar için de potansiyel olabilir, diye ekledi Berlinguette. Yine, göreceğiz, ama bu son çalışma, uzun süredir var olan sorunlara disiplinler arası yaklaşımların gücünü gösteriyor, dedi. 

“Gerçekten büyük atılımlar yapmak için farklı alanlardan insanları bir araya getirmek gerektiğine inanıyorum,” dedi Berlinguette. “Ve umarım bu reaktör bunu yapmaya yardımcı olur.”

Elbette, füzyon hala 10 yıl uzakta olabilir. Belki de ondan 10 yıl sonra. Beni en çok etkileyen şey, tüm bu farklı füzyon girişimlerinden çıkan ne kadar harika bilim olduğu (belki taraflı düşünüyorum, ama ciddi anlamda, bilim insanları harika şeyler üretiyorlar). Dolayısıyla, füzyon haberleri sizi sabırsız ya da sinirli hissettiriyorsa, şimdiye kadar kaydedilen ilerlemeyi kutlamak kabul edilebilir bir tedavi olabilir.