Güneşin Gücü Yeryüzüne İniyor: ITER’in Dev Süperiletken Mıknatısı Tamamlandı
Dünyanın en büyük enerji deneyi için hayati bir adım atıldı. Şimdiye kadar inşa edilmiş en güçlü darbeli süperiletken mıknatıs sistemi tamamlandı ve Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör’ün (ITER) kalbi olmaya hazırlanıyor. Bu muazzam sistem, ITER’in merkez solenoidi olarak adlandırılıyor ve devasa bir mıknatıs çekirdeği olarak Amerika Birleşik Devletleri’nde inşa edildi ve test edildi. Şimdi ise güney Fransa’ya gönderilerek, uluslararası projenin devasa tokamakının bir parçası olacak.
Bu mıknatıs sistemi, reaktörün elektromanyetik "kalbi" olarak işlev görecek. ITER’e göre, bu mıknatıs o kadar güçlü ki bir uçak gemisini bile kaldırabilir. Bu, projenin ne kadar iddialı olduğunu göstermesi açısından önemli bir vurgu.
Tokamaklar, nükleer füzyon için süper ısıtılmış plazmayı içeren, donut şeklinde kaplardır. Füzyon, Güneş gibi yıldızları besleyen enerjik bir reaksiyondur. Tokamaklar, plazmayı çok güçlü manyetik alanlar oluşturarak hapseder. İşte bu yüzden ITER’in Merkez Solenoidi bu kadar kritik bir role sahip.
ITER’in temel amacı, nükleer füzyonu uygulanabilir bir enerji kaynağı olarak doğrulamaktır. Ancak, reaktörün ürettiği enerjinin hiçbir bölümü herhangi bir şeyi çalıştırmak için kullanılmayacak. ITER sadece devasa ve maliyetli bir teknoloji göstericisi. Ancak bu proje, Güneş’in gücünü Dünya üzerinde yeniden yaratmak için "açma" düğmesine basmaya giderek daha da yaklaşıyor.
30’dan fazla ülkenin katılımıyla gerçekleştirilen bu geniş kapsamlı işbirliğinin amacı, füzyon enerjisinin – temelde atomları bir araya getirerek farklı atomlar üretmek ve bu süreçte muazzam miktarda enerji açığa çıkarmak – ticari olarak uygulanabilir ve esasen sınırsız bir güç kaynağı olarak kullanılabileceğini kanıtlamak.
Yeni tamamlanan mıknatıs sistemi tek başına çalışmayacak. Merkez Solenoid, Avrupa, Çin ve Rusya’dan inşa edilip teslim edilen altı devasa halka şeklindeki Poloidal Alan mıknatısıyla birleşerek, -269 santigrat dereceye soğutulmuş 2.721 tonluk süperiletken bir sistem oluşturacak. Bu süper soğutulmuş mıknatıslar, atom çekirdekleri kaynaşana ve on kat enerji açığa çıkarana kadar 150 milyon santigrat derecede kavurucu plazmayı hapsedecek ve şekillendirecek. Bu sıcaklık, Güneş’in çekirdeğinden on kat daha sıcak.
Ticari olarak uygulanabilir füzyon uzun zamandır temiz enerji için kutsal kâse olarak görülüyor ve ITER’in kurulumunun sadece 50 megavatlık bir girdiyle 500 megavatlık enerji üretmesi bekleniyor. Bu tür bir güç geri dönüşü, kendi kendine yeten "yanan plazma"nın başlangıcını işaret edecektir, ancak bu hedefe ulaşmak için uzun bir yol var.
Özel şirketler, füzyonun geleceğini gerçekleştirmenin potansiyel bir yolu olarak daha küçük ölçekli tokamak tasarımlarını göstermeye çalışıyor, ancak bugüne kadar iki yaklaşım da çığır açan bir an yaşamadı.
2022’de ABD Enerji Bakanlığı ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı, Ulusal Ateşleme Tesisinde bir füzyon reaksiyonunda net enerji kazancı elde edildiğini duyurdu. Ancak bu yüksek su işareti bile, deneyde kullanılan "duvar gücünü" hesaba katmadı, bu da onu uygulanabilir füzyon gücüne yönelik maratonda bir kısayol olmaktan ziyade, kademeli bir adım haline getirdi.
ITER sadece bir fizik deneyi değil, aynı zamanda jeopolitik bir gösteri. Üye ülkeler arasındaki gerilimlere rağmen, proje bileşen inşaatında başarılı oldu ve 2024 inşaat hedeflerine ulaştı. (İşbirliği ayrıca geçen yıl veri paylaşımı ve projenin Ar-Ge hedeflerini ilerletmek için özel sektör füzyon projesi başlattı). ABD solenoidi ve destek yapısını inşa etti, Avrupa vakum odasını yönetiyor, Rusya reaktörün devasa süperiletkenlerini ve baralarını sağladı, Kore, Japonya, Çin ve Hindistan ise tokamakın çekirdeğinin hayati parçalarına katkıda bulundu.
ITER Genel Müdürü Pietro Barabaschi bir işbirliği açıklamasında, "ITER ile sürdürülebilir bir enerji geleceğinin ve barışçıl bir yolun mümkün olduğunu gösteriyoruz" dedi. Elbette, ITER henüz projesinin "sürdürülebilir enerji geleceği" kısmını gerçekleştiremedi, bu yüzden barışçıl gelecek için de nefesinizi tutmayın.
Şu anda montaj aşamasında olan ITER, fiili hedeflerine doğru vites yükseltiyor – işbirliğinin kurucu parçalarını üretmedeki ağır adımlarına göre hafif bir ivme artışı. Eğer işe yararsa, bu mıknatıslanmış makine karbon içermeyen bir enerji geleceğine doğru bir dönüm noktası olabilir – elektrik şebekesine katkıda bulunmasa bile.
