Kütle Çekimsel Hapisleme FÜZYON REAKSİYONLARI

“Füzyon enerjisi 20 yıl ötede”, “10 yıl sonra Füzyon” gibi başlıklar neredeyse 50 yıldır gazeteleri, haberleri süslüyor. Kimi çevreler için bu artık bir espri kaynağı olmuş durumda. Evet füzyon ile henüz verimli şekilde, harcanandan daha fazla enerji üretemiyoruz ama füzyon reaksiyonları yaratabiliyoruz 

Avrupa Birliği, Amerika, Rusya, Japonya, Çin, Brezilya, Kanada ve Güneş Kore’deki çok sayıda füzyon reaktöründe araştırma ve geliştirme çalışmaları yapılıyor. İlk füzyon araştırmaları ABD ve Sovyetler’in nükleer silah araştırmaları ile beraber yürütüldü ve 1958’de Cenevreki “Atoms for Peace” konferansına kadar gizli kaldı. Birçok ulus uzun yıllar kendi başlarına füzyon çalışmalarını yürütmüş olsa da, artan araştırma masrafları ve kullanılan aygıtların karmaşıklığı uluslararası işbirliğini zorunlu kılmıştır. maintenance_du_tokamak Son 50 yıldır, çok sayıda ülkede, binlerce bilim insanı füzyon reaktörleri üzerinde çalışıyor. Günümüzde bir çok farklı metot ile deneylerini sürdüren araştırma tessisleri ve reaktörler mevcuttur, biraz da metotlardan ve önemli arge çalışmalarından bahsedelim. Kütleçekimsel Hapislemeli Füzyon (Gravitational Confinement Fusion – GCF) Yıldızlarda füzyon reaksiyonları oluşmasını sağlayan şeydir kütleçekimsel hapisleme. Bunu yapay olarak yaratmanın teorik veya pratik bir yolunu henüz bilmiyoruz. Doğada dahi füzyon reaksiyonlarının oluşması için yıldızlar en az 75 Jüpiter kütlesi alt sınırında olmak zorundadır. 

13 Jüpiter kütleli kahverengi cücelerde de döteryum füzyonu ve 65 jüpiter kütleli olanlarda da lityum füzyonu gerçekleşebileceğini bildiğimiz için kütleçekimsel hapislemeyi sadece izlemekle yetinebiliriz. Not: Kahverengi cücelerde bu reaksiyonlar çok nadir ve çok az miktarda gerçekleşir. Yani asla bu cisimleri ısıtıp parlatacak kadar değildir. Manyetik Hapislemeli Füzyon (Magnetic Confinement Fusion – MCF) Bu yöntem ile yüzlerce metreküp yakıt (birçok araştırmada tercihen D-T) manyetik alanlar ile, çok daha küçük bir alana sıkıştırılır. Bunun için manyetik alanlar idealdir çünkü iyonlar ve elektronlar yüklü parçacıklar olduklarından manyetik alanları takip edeceklerdir. 

Buradaki esas amaç, parçacıkların reaktör duvarlarıyla temas edip ısı kaybetmelerini ve yavaşlamalarını önlemektir. Zaten manyetik alanlar ile korunmayan hiç bir malzeme füzyon sıcaklıklarına dayanamaz. Toroid denen donut biçimli reaktör tasarımı manyetik alanlar için en verimli olanıdır, böyle reaktörlerde plazma, spiral yollar izleyen manyetik alanlar ile hapsedilir. Aşağıda Toroid biçimli reaktörlerin üç ana modeli olan Tokamak, Stellarator, Reversed Field Pinch (RFP) ve birkaç diğer MCF modelinden bahsedeceğiz.