Nükleer enerjiyi elde etmenin iki yöntemi var.
Biri, dünyada pek çok ülkenin on yıllardır kullandığı çekirdek bölünmesi yöntemi. Bunda genellikle nükleer yakıt olarak uranyum izotopu kullanılıyor ve çekirdek bölünmesiyle uranyum atomları plütonyuma dönüşürken açığa çıkan yüksek ısı sayesinde elektrik üretiliyor.
Bu yöntemin en büyük sakıncası ortaya çıkan nükleer atıklar ve bir kaza olması durumunda reaktörde başlamış durumda olan zincirleme reaksiyonun durdurulamıyor olması.
İkinci yöntem ise henüz teorik. Buna çekirdek birleşmesi veya füzyon adı veriliyor. Güneşimiz ve evrendeki bütün yıldızlar bu yöntemle çalışıyor, en basit atom olan hidrojen atomları olağanüstü yüksek basınç altında birleşip helyum atomuna dönüşüyor, bu dönüşüm sırasında ortaya çıkan muazzam enerji de yıldızların ışığı ve ısısı olarak bize kadar ulaşıyor.
Bilim bu ikinci yöntemi kontrollu olarak dünya üzerinde başarmaya ve böylece çekirdek bölünmesi yönteminin getirdiği sınırlamaları ve sakıncaları aşıp sonsuz denebilecek enerji üretmeye çalışıyor. Bu yöntemde ortaya muazzam miktarda nötron çıkıyor ama insan için ölümcül olabilecek radyoaktif ışınlar çıkmıyor. Nükleer atık sorunu da yok; reaktörün atık malzemesi zaten dünyanın yokluğunu çektiği helyum atomu. Ayrıca evrende hidrojenden bol bir şey yok, yani yakıtı da bol.
Bu avantajlara rağmen dünya üzerinde füzyon, ticari de olabilecek şekilde henüz geliştirilemedi. Avrupa, Amerika ve Çin bu teknolojiyi geliştirmeye milyarlarca dolar harcıyor. Şu anda Çin önde gidiyor gibi gözüküyor.
Teknolojiyi geliştirmeyi zorlaştıran en büyük etken, bir yandan hidrojenlerin birbiriyle birleşmesini kesintisiz sürdürürken bir yandan da ortaya çıkan ısıyı, yani muazzam miktardaki nötrondan kaynaklanan enerjiyi istikrarlı biçimde kontrol etmek. Örneğin Çin’n dün açıkladığı denemede 100 milyon derece santigratın üzerine çıkılmış. Bu ısıyı kontrol altında tutmak ve faydalı hale getirmek en önemli mesele.
Çin devlet televizyonu CCTV’nin haberine göre, Sıçuan eyaletinin merkezi Çıngdu şehrindeki “Huanliu-3” (HL-3) adı verilen deneysel reaktör, Güneş’tekine benzer bir nükleer füzyon reaksiyonu başlatabilecek ısı değerlerine yaklaştı.
Araştırmacılar, reaktörün iyon ısı değerinde 117 milyon dereceye, elektron ısı değerinde ise 160 milyon dereceye ulaştığını belirtti.
Reaktörün Baş Tasarımcısı Cong Vulu, “Yaptığımız deneyde genel füzyon performansında büyük bir atılım gerçekleştirerek çifte 100 milyon derece hedefine ulaştık. Bu, Çin’in füzyon araştırmalarının yanan plazma aşamasına girdiği anlamına geliyor.” dedi.
Cong, HL-3 ile ilk kez ısıtma, kontrol ve teşhis sistemlerinin tamamen Çin’de geliştirildiği bir reaktör geliştirdiklerini vurguladı.
Nükleer kaynaşım halkası
“Tokamak” adı verilen nükleer kaynaşım halkaları, yüksek ısıdaki plazmayı halka biçimli bir manyetik alanda kontrol ediyor. Hidrojen atomlarının helyuma dönüştüğü nükleer reaksiyon büyük çaplı enerji açığa çıkarıyor.
Cong ve ekibi, rekor ısı değerlerine ulaşabilmek için elektronları ısıtacak büyük mikrodalga jeneratörleri ve atom çekirdeğinin ısısını yükseltmek üzere yüksek enerjili parçacık ışınları kullandı.
Araştırmacılar, plazma çekirdeğindeki enerjiyi hapsedecek yeni bir yöntem geliştirerek ısıtma derecelerini sınırlayan istikrarsızlıkların üstesinden geldi ve aynı zamanda yüksek kesinlikte kontrol ve teşhis araçlarıyla füzyon deneyleri için yeni küresel standartlar oluşturdu.
Çin’in, “Deneysel Gelişmiş Süper İletken Tokamak” (EAST) adını verdiği bir başka plazma reaktörü bulunuyor. Anhui eyaletinin merkezi Hıfey’de kurulan EAST, daha uzun süreli plazma deneyleri için kullanılıyor.
EAST’ten daha büyük olan HL-3’ün, deney ve araştırma yanında gerçek bir nükleer füzyon reaktörü geliştirilmesi için kullanılması hedefleniyor.
