NIF reaktöründe, Harcanandan fazla Enerji Eretilmesi

 Deneysel reaktörlerde sayısız defa füzyon reaksiyonları yaratıldı. Hatta zaman zaman duyduğumuz “Garajında Güneş yarattı” haberleri de doğrudur. Fusor denen yapımı basit cihazlar ile füzyon reaksiyonları yaratılabilir. Ancak bu reaksiyonların harcanandan daha fazla enerji üretilmez. Daha fazlasını üretmenin mümkün olduğunu deneysel sonuçlar ve formüller ile biliyoruz ancak, bunu işler bir enerji üretim sistemine dönüştürmek, gerekli teknolojiyi zaman içerisinde geliştirdiğimiz için uzun sürüyor. Bu konuda en olumlu haberi 50 yıldan uzun süren araştırmalar sonucu ancak Eylül 2013’te NIF reaktöründe ilk kez harcanandan daha fazla enerji üretilmesi ile alabildik.

Net Enerji: Füzyonun kendi kendini beslemesi gerekir. Füzyon ile üretilen enerji, ateşleme durumuna getirmek için harcanan enerjiden daha fazla olmak zorundadır. Böylelikle füzyon reaksiyonları hem ateşlemenin yaratıldığı ortamı besleyen enerjiyi üretir, hem de fisyon reaksiyonlarından 3 – 4 kat fazla enerji fazlası açığa çıkar.

Kararlı Güç Üretimi (Steady-State Power): Elektrik üretimi için reaksiyonlar dinamik kararlılık halinde ya da kısa süreli hızlı atımlar halinde anlık olmalıdır. Füzyon araştırmalarının amacı, dinamik kararlılık halinde sabit ve sürekli halde enerji üretmektir.

Şu anda işler haldeki JET reaktörü ve yakın gelecekte devreye girecek ITER ve DEMO reaktörleri ile bu konuyu örneklendirelim:

• JET (1982- günümüz) 20-60 saniyelik atımlı kısa süreli füzyon mümkündür. Yüksek enerjili reaksiyonlar bir saniyeden kısa sürer.

• ITER (2019) 2019’da tamamlanacak bu deneysel reaktörde, 1.000 saniye boyunca 500 MW elektrik üretilmesi planlanmaktadır.

• DEMO (2033) Dinamik kararlılık ile füzyon reaksiyonunu sürekli hale getirmeyi amaçlayan bu projenin güç hatlarına 2040’a kadar bağlanması bekleniyor.

RİSKLERİ VE EMNİYET

Şu anda ana araştırma konuları olan D-T (Döteryum-Trityum) ve D-D (Döteryum-Döteryum) reaksiyonları yüksek miktarda nötron açığa çıkarmaktadırlar, buna nötron akımı denir. Nötron akımının yalıtılması füzyon reaktörlerindeki önemli mühendislik çalışmalarından biridir. Yalıtılan nötronlar aynı zamanda ısı üretecek ve termal dönüşüm elektrik üretiminin ana kaynağı olacaktır. Ancak yalıtan katman zaman içerisinde radyoaktifleşecek ve değiştirilmesi gerekecektir. Bunun dışında riskleri yoktur, patlamazlar, sızıntı yapmazlar ve kaza durumunda basitçe sistem gücü keserek reaksiyonu durdurulabilir. Üretilen madde(füzyon reaksiyonu sonucu oluşan elementlere atık dememiz yanlış olur çünkü) reaksiyon çeşidine göre faklılık gösterse de genellikle Helyum ve Trityum (Hidrojenin bir izotopu) gibi oldukça işe yarar elementlerdir. Trityum radyoaktif bir madde olsa da, kolaylıkla kalkanlanabilen beta ışıması yayar ve 12 yıllık yarı ömrü ile kısa süreli bir üründür. Üstelik D-T füzyon yakıtı olması, Trityumu oldukça değerli kılmaktadır.