‘Evrimsel Füzyon Reaktörü: “Norm” Şimdiye Kadar İnşa Ettiklerimizi Geri Bırakabilir’

California merkezli bir füzyon şirketi, enerjinin en zorlu sorunlarından birini çözdüğünü düşünüyor: füzyonu verimli, güçlü ve astronomik maliyetlere yol açmadan nasıl gerçekleştirebiliriz?

TAE Technologies ve Kaliforniya Üniversitesi’nden araştırmacılara göre, esprili bir şekilde “Norm” adı verilen yeniden yapılandırılmış prototip, diğer füzyon cihazlarının gücünü 100 kat artırırken, daha eski tasarımların yarı maliyetine çalışabilir.

Ekip, Nature Communications’da yayımlanan araştırmalarında, alan tersine çevrilmiş konfigürasyon (FRC) adı verilen bir şeyi geliştirmeye odaklanıyor—plazmayı, geleneksel füzyon tasarımlarında görülen devasa mıknatıslarla sınırlamadan yerinde tutan bir düzenleme. TAE’nin bu ay yayımladığı bir açıklamaya göre, FRC tabanlı makineler, benzer manyetik alan güçleri ve plazma hacimleri ile tipik tokamakların füzyon çıkışını 100 kat artırabilir.

Füzyonun gerçekleşmesi için plazmanın; yani yıldızların yapıtaşı olan maddenin, milyonlarca derece ısıtılması gerekiyor. Bu sıcaklıklara, onu metal bir kutuya koyamazsınız. Onu tutmak için manyetik alanlara ihtiyacınız var, ve bu genellikle cihazı, büyük güç tüketen karmaşık bir süper iletken bobin ağıyla kaplamak anlamına geliyor. FRC’ler bu durumu tersine çeviriyor ve plazmayı kendi manyetik alanını oluşturacak şekilde ayarlarken, füzyon cihazının daha küçük ve daha basit olmasına olanak tanıyor.

Ancak önceki FRC tasarımları kararsızdı ve kimse onları faydalı olacak kadar uzun süre sürdüremedi. Ancak TAE’nin ekibi, daha kararlı bir tasarımla bu sorunu çözdüklerini belirtiyor ve Norm’un diğer tasarımları büyüklük oranlarıyla aşarken daha maliyet etkin olduğunu iddia ediyor.

“Norman’ın operasyonel kampanyası sırasında gerçekleşen bu arzu edilen ancak beklenmedik atılım keşfi, FRC tabanlı füzyon reaktörü tasarımları için başlangıç gereksinimlerini ve operasyonel karmaşıklıkları büyük ölçüde basitleştirdi,” diye belirtti ekip makalesinde, bununla birlikte güç üretimi hedefine bir adım daha yaklaşıldığını vurguladı; “ekonomik bir füzyon reaktörü için muhtemelen en manyetik olarak verimli topoloji.”

Norm, şirketin beşinci nesil reaktör modeli Norman’ın bir varyantıdır. TAE’nin açıklamasına göre Norm, makinenin boyutunu, karmaşıklığını ve maliyetini %50’ye kadar azaltıyor ve plazmasını yalnızca nötr demet enjeksiyonu kullanarak üretiyor. Norm, şirketin altıncı nesil reaktörü Copernicus’ta kullanılacak işletme bileşenlerini doğruluyor.

2022’de yayımlanan bir TAE açıklamasına göre, Copernicus “net enerji üretimi elde etmenin uygulanabilirliğini göstermek için tasarlandığını” belirtiyor ve gösterinin “TAE’nin temiz füzyon gücünü ticarileştirme yolunda sondan ikinci adım” olduğunu not ediyor.

Buradaki anahtar kelime sondan ikinci. Ticari olarak uygulanabilir temiz füzyona ulaşmayı hiç başaramıyoruz, değil mi? En azından henüz, birçok şirket ve federal kuruluş bu geleceğe yönelik teknoloji üzerinde çalışmasına rağmen. TAE, ilk prototip güç santrali Da Vinci’nin 2030’ların başlarında faaliyete geçeceğini iddia ediyor.

“Global elektrik talebi katlanarak artıyor ve biz de güvenli, karbon içermeyen ve ekonomik olarak uygulanabilir bir temel güç çözümünü geliştirmek için ahlaki bir zorunluluğa sahibiz,” dedi TAE Technologies’in CEO’su Michl Binderbauer açıklamada.

Bu üç engel bugüne kadar aşılmaz görünüyordu. İlk olarak, bilim insanları, reaksiyonu güçlendirmeden daha fazla enerji üreten bir füzyon reaksiyonu geliştirmek zorunda ve ardından tüm füzyon işlemini çalıştırmaktan daha fazla enerji üreten bir yol bulmak zorundalar—yani “duvar gücü” diyelim.

Araştırmacılar ayrıca, tasarımlarının, radyoaktif atık üretmeyen ve diğer deneylerde kullanılan trityum veya döteryumdan daha güvenli olabilecek hidrojen-boron füzyonuna yol açabileceğini söylüyorlar.

İddialar geçerli olursa, bu, ticari füzyon gücüne doğru büyük bir adım olabilir—ancak daha fazla ondan fazla on dört gün uzaktayız gibi görünüyor. Ancak işin başındayız — Norm bir prototiptir, bir güç santrali değil, ancak Da Vinci’nin 2030’da söyleyecek bir şeyi varsa terimler birbirine zıt değil.

Yine de, füzyon reaksiyonlarını teşvik etmenin yeni yollarını araştırmak ve bu süreçleri daha verimli hale getirmek için optimize etmek, ticari füzyon enerjisine doğru olumlu bir adımdır. Ama füzyon zaman çizelgesinin kaç kez kaydığını ve muhtemelen kaymaya devam edeceğini düşündüğünüzde bu adımlardan etkilenmek zor.