Türk bilim insanı ‘sınırsız enerji’ araştırmasında! (Video)

ABD’de yaşayan Egemen Kölemen, nükleer füzyon alanında çalışmalarını sürdürüyor.

Sınırsız, temiz ve güvenli enerji elde etmek için en önemli seçenek: Nükleer füzyon. Kontrollü bir nükleer füzyona ulaşmak için Güneş’in içindeki gerçek şartları oluşturmanız, yeryüzünde yapay bir Güneş meydana getirmeniz gerekiyor. Güneşimizin uzun ömürlülüğünü düşündüğümüzde, nükleer füzyon insanlığa ihtiyaç duyduğu sürece enerji tedarik etme potansiyeline sahip.

Füzyon reaktörleri, dünyanın giderek artan enerji ihtiyacının karşılanması için çevreci ve etkili bir seçenek sunuyor. Ancak füzyon teknolojisi halen geliştirme aşamasında. Başta ABD olmak üzere birçok ülke, fosil yakıtlara bağımlılıktan kurtulmak için füzyon araştırma projelerine ciddi miktarlarda yatırım yapıyor.

ABD’de Princeton Üniversitesi’nde araştırmalarını sürdüren Türk bilim insanı Egemen Kölemen de çalışmalarını bu alanda yoğunlaştırmış. Kölemen, Voice of America (Amerika’nın Sesi)’ne yaptığı açıklamada, gelecekte dünyanın tüm enerji ihtiyacının füzyon enerjisinden karşılanmasını beklediklerini söyledi.

PLAZMA NEDİR?

Plazmanın, maddenin katı, sıvı ve gazdan sonra dördüncü hali olarak değerlendirildiğini anlatan Kölemen, füzyon enerjisinin oluşumunu şöyle açıklıyor:

“Katı bir şeyi aldığımız zaman bunu ısıtırsak bu katı malzeme sıvıya dönüşüyor. Mesela buz aldık ısıttık, su oluyor. Daha da ısıtırsak su buhara dönüşüyor yani gaz oluyor. Bu üçüncü maddenin formu. Bu gazı da alıp çok fazla enerji verirsek içine, ısıtırsak yani Güneş’teki gibi, bu sefer atomlar elektron ve iyon olarak ayrışıyor ve biz buna plazma diyoruz. Yani bu böyle çok enerjik bir maddenin hali.

Bu füzyonun olması için çok fazla enerji koymamız gerekiyor bu sisteme tabi o zaman da plazma oluşuyor. Biz ‘bu plazmayı nasıl çok yüksek sıcaklığa getiririz ki bu plazma birbirleriyle çarpışıp füzyon enerjisi oluşsun’ onun üzerine çalışıyoruz. Bunu da manyetik güçlerle yapıyoruz. Tabi Güneş’te bu yerçekiminden dolayı, Güneş çok büyük bir yıldız olduğu için bu yerçekimi gücü çok fazla, bu plazmanın Güneş’te kapalı kalmasını, uzun süre orada kalmasını sağlıyor. Yeryüzünde tabi biz Güneş kadar büyük bir şeyi yapamayız. Bunu ufaltmamız için elimizde manyetik güçler var. Bu manyetik güçlerle bunu nasıl tutarız onun üzerine çalışıyoruz. Şimdi bu plazma sıcaklıkları milyonlarca derece sıcaklığa ulaşıyor. Bu sıcak olunca tabi kutunun içinde kalmaktan çıkıp dışarıya geçmeye çalışıyorlar. Biz bunu işte değişik kontrol yöntemleriyle o kutunun içinde tutmaya çalışıyoruz.”

6E1734AE-2552-41A9-A214-70212638F237_w1597_n_r0_st
Egemen Kölemen / Princeton Üniversitesi

“REAKTÖRÜ ÇALIŞTIRDIĞIMIZDA GÜNEŞ SİSTEMİNİN EN SICAK NOKTASIYDI”

Egemen Kölemen, plazma ve füzyon enerjisi çalışmalarını hem Princeton Üniversitesi bünyesinde hem de ABD Enerji Bakanlığı tarafından fonlanan Princeton Plazma Fizik Laboratuvarı (PPPL)’de eşzamanlı sürdürüyor:

“Bu laboratuvar Enerji Bakanlığı’nın laboratuvarı. Enerji Bakanlığı’nın ABD’de federal olarak onun üzerinde laboratuvarı var. Bu onlardan bir tanesi. Bu laboratuvar sadece ‘füzyondan nasıl enerji elde ederiz?’ onun üzerine yoğunlaşıyor. Burada bir füzyon reaktörümüz var. Şu anda yapımı devam eden. Eskiden çalışıyordu şimdi bunu güncelliyoruz. Bu tabi çok büyük bir yatırım, yani yüz milyonlarca dolar değerinde. Biz bu reaktörde ‘nasıl bu plazmayı kontrol ederiz, nasıl onu, istediğimiz enerjiyi uzun süreliğine elde ederiz?’ onun üzerine çalışıyoruz.”

maxresdefaulta
Bir nükleer füzyon reaktörünün iç kısmı / Wendelstein 7-X, Almanya

“Biz burada reaktörü çalıştırdığımız zaman, bundan önceki füzyon reaktörümüzde Güneş’ten çok çok daha yüksek sıcaklığa ulaştık bu reaktör içinde. Yani Güneş sisteminin en sıcak noktasıydı bu reaktör çalıştığı sırada. Tabi bu saniyeler sürdü o zaman ama şimdi bu saniyelik yaptığımız işleri dakikalar hatta saatler süreliğine yapmaya çalışıyoruz. Sonra da elektrik santrali kurduğumuzda da bunu yıllar boyunca çalıştırmaya çalışıyoruz.”

Kölemen’in füzyon çalışmalarına katkı sunduğu diğer bir kurum ise, Fransa’daki kısa adı ITER olan Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör. Kölemen, birçok milletten binlerce bilim insanının mesai harcadığı projenin amacını şöyle açıklıyor: “Bu çalışmaların tabi sonucunda bir füzyon enerji reaktörü yani füzyondan elektrik elde etmek esas amacımız.”

Princeton Üniversitesi’nde füzyon enerjisi çalışmalarının yanı sıra doğalgazı sıvıya dönüştürme projesini de sürdüren Egemen Kölemen’in diğer açıklamalarını yukarıdaki videoda izleyebilirsiniz.

‘Yapay güneş’ reaktörü ile sınırsız enerji!

Almanya’daki W 7-X nükleer füzyon reaktörü, sonsuz enerji deneyleri için kullanılıyor.

Almanya’da sınırsız, temiz ve güvenli enerji elde etmek için 2015’te inşa edilen nükleer füzyon reaktörü Wendelstein 7-X (W 7-X), daha önce görülmemiş seviyede plazma üretimi gerçekleştirdi.

Phys.org ve Daily Mail gazetesinin haberine göre, ‘kavanozdaki güneş’ olarak adlandırılan ileri teknoloji ürünü reaktör, ilk kez uzun süreli olarak çalıştırıldı ve rekor seviyede enerji elde etti. Eşi görülmemiş kesinlikte, süper güçlü, 3 boyutlu, bükülen manyetik alanlar üreten Wendelstein 7-X (W 7-X) Stellarator (yıldızlaştırıcı, yıldız yapıcı) nükleer füzyon reaktörü ile sınırsız enerji hayaline bir adım daha yaklaşıldı.

Basit bir ifadeyle Güneş’i taklit eden bu ‘yıldızlaştırıcı’ makineden süper-ısınmış helyum plazması elde ediliyor. Manyetik alan, nükleer füzyonun gerçekleşmesi için plazmanın sıcak toplarını yeterince uzun süre tutacak tek şey.

Atomların parçalandığı, güvenlik ile uzun vadeli atık üzerine endişelere yol açan nükleer fizyona karşılık nükleer füzyon, enerji üretmek için atomların hep beraber erimesini gerektiriyor. (Bu işlem Güneş’te olana benziyor). Geleceğin en önemli ve temiz enerji kaynağı olarak görülen nükleer füzyon ile laboratuvar ortamında yapay bir Güneş oluşturup sonsuz enerji elde edilmesi hedefleniyor.

maxresdefaulta
Wendelstein 7-X reaktörünün içi.

Güneşimizin uzun ömürlülüğünü düşündüğümüzde, nükleer füzyon insanlığa ihtiyaç duyduğu sürece enerjiyi tedarik etme potansiyeline de sahip. Buradaki en büyük zorluk, reaksiyonu dizginlemek ve kontrol altına almak. Bilim insanları, 60 yıldır bu sorunu çözmek için çabalıyor. Kontrollü bir nükleer füzyona ulaşmak için Güneş’in içindeki gerçek şartları oluşturmanız gerekiyor.

Almanya’nın Greifswald kentinde bulunan Wendelstein 7-X reaktörü, Max – Planck Plazma Fiziği Enstitüsü ile Wigner Fizik Araştırma Merkezi’ndeki bilim insanları tarafından yönetiliyor. 100 milyon derece ısı kullanılan son deneyde, Güneş’tekine benzer bir mini plazma patlaması 26 saniye boyunca sürdürülebildi ve 76 megajül kadar bir enerji beslenildi. Bu miktar, ilk denemelerden 20 saniye daha uzun süre ve 18 kat daha fazla enerji demek.

Görevlerinin daha yeni başladığını belirten Alman bilim insanları, 2019 yılında reaktörde gerçek füzyon reaksiyonları elde etmek için hidrojen yerine döteryum (deuterium) kullamayı planlıyor. Aşağıdaki video klipte, W 7-X içindeki plazma hareketi görülebiliyor.

Almanya’nın ‘yapay güneş’ makinası başarılı oldu

Wendelstein 7-X nükleer füzyon reaktörü, sınırsız ve temiz enerji deneyleri için kullanılıyor.

Almanya’da sınırsız ve güvenli enerji elde etmek için geçtiğimiz yılın sonuna doğru bir nükleer füzyon reaktörü inşa edilip çalıştırıldı. Basit bir ifadeyle Güneş’i taklit eden bu ‘yıldızlaştırıcı’ makineden süper-ısınmış helyum plazması elde edildi. Peki gerçekten istenilen hedefe yönelik bir sonuca ulaşılmış mıydı? Cevap, büyük bir ihtimalle evet.

Almanya ve ABD’den bilim insanlarının Nature Communications dergisinde yayınlanan araştırma sonuçlarına göre, Wendelstein 7-X (W 7-X) Stellarator (yıldızlaştırıcı, yıldız yapıcı) nükleer füzyon reaktörü, eşi görülmemiş kesinlikte, süper güçlü, 3 boyutlu, bükülen manyetik alanlar üretti. 100 binde bir gibi bir hata payı ölçüldü.

İlk başta heyecan verici bir gelişme olarak anlaşılamayabilir. Ancak manyetik alan, nükleer füzyonun gerçekleşmesi için plazmanın sıcak toplarını yeterince uzun süre tutacak tek şey.

Atomların parçalandığı ve güvenlik ile uzun vadeli atık üzerine endişelere yol açan nükleer fizyona karşılık nükleer füzyon, enerji üretmek için atomların hep beraber erimesini gerektiriyor. (Bu işlem Güneş’te olana benziyor). Geleceğin en önemli ve temiz enerji kaynağı olarak görülen nükleer füzyon ile laboratuar ortamında yapay bir Güneş oluşturup sonsuz enerji elde edilmesi hedefleniyor.

maxresdefaulta
Wendelstein 7-X reaktörünün içi.

Güneşimizin uzun ömürlülüğünü düşündüğümüzde, nükleer füzyon insanlığa ihtiyaç duyduğu sürece enerjiyi tedarik etme potansiyeline de sahip. Buradaki en büyük zorluk, reaksiyonu dizginlemek ve kontrol altına almak. Bilim insanları, 60 yıldır bu sorunu çözmek için çabalıyor.

Kontrollü bir nükleer füzyona ulaşmak için Güneş’in içindeki gerçek şartları oluşturmanız gerekiyor. Bu da içinde yaklaşık 100 milyon derecelik plazma toplarını üretip kontrol altına alacağınız bir makine inşa etmeniz demek. Yapılan deneyde 16 metre genişliğindeki makinedeki bir miligram helyum gazının 1.8 megawattlık lazer atışıyla ısıtılmasından meydana gelen ilk plazma, saniyenin onda biri kadar sürmüş ve yaklaşık bir milyon dereceye ulaşmıştı.

Araştırmaya katılan ABD’li bilim adamı Sam Lazerson, “Yaptığımız manyetik kafesin dizayn ettiğimiz gibi çalıştığını doğruladık. Görevimiz henüz yeni başladı” ifadelerini kullandı. 2019 yılında reaktörde gerçek füzyon reaksiyonları elde etmek için hidrojen yerine döteryum (deuterium) kullanılacak.

Almanya’daki Wendelstein 7-X reaktörü, Fransa’daki Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktörü (ITER) adı verilen çok uluslu bir girişim ile yarış halinde bulunuyor.

 

‘Sonsuz’ enerji kaynağı için sınırları zorlayan deney

ABD’de dünyanın en güçlü lazeri ile Jüpiter ve Neptün’ün çekirdekleri laboratuar ortamında canlandırıldı

ABD’deki bilim insanları, dünyanın en büyük lazer sistemini kullanarak milimetrik bir elmas parçasına yeryüzündeki atmosfer basıncının 50 milyon katı güç uyguladı.

Sıradışı deney, Amerikan Enerji Bakanlığı’nın California eyaletindeki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda kurulan National Ignition Facility (Ulusal Ateşleme Tesisi)’nde yapıldı. ‘Temiz ve sınırsız’ enerji araştırmaları kapsamındaki deney ile Jüpiter ve Neptün gibi dev gezegenlerin aşırı sıcak çekirdeklerindeki olağanüstü koşullar laboratuvar ortamında canlandırıldı.

Aynı anda ateşlenen 192 lazer topundan 176’sı, 1 milimetre büyüklüğündeki sentetik bir elmas parçasının üst ve alt bölümlerine dünyadaki atmosfer basıncının 50 milyon katı gücünde füzyon lazer ışını uyguladı.

JÜPİTER VE NEPTÜN’ÜN ÇEKİRDEKLERİ CANLANDIRILDI

Fizikçiler, inanılmaz boyutlardaki sıcaklığa maruz kalan elmasta meydana gelen reaksiyonları ölçtü. Dünya üzerinde hiç denenmemiş boyutta sıkıştırılan silindirik şeklindeki elmas, saate 175 bin kilometre hızındaki lazer ışınları ile büküldü. Elmas üzerinde toplam 5 trilyon pascal (5 terapascal) gücünde basınç uygulandı. Elmasın yoğunluğu 3 kat artarken kütlesi yüzde 25’ine kadar azaldı.

Bir sonraki aşamada ise basınca dayanabilen elmas örneklerine Jüpiter’in çekirdeğindeki basıncın miktarı olduğu düşünülen 7 terapascal gücünde lazer ateşlemesi yapılacak. Elde edilen veriler, bilim insanlarına dev gezegenlerin ekstrem koşullarını daha iyi anlama ve sınırsız temiz enerji kaynağı oluşturma araştırmaları için eşsiz bilgiler sunacak. Deney sonuçlarına yönelik analiz, bilim dergisi Nature’da yayınlandı.