General Fusion, füzyonda tarihi 1 keV eşiğine ulaşan ilk makine oldu.

Kanadalı teknoloji şirketi General Fusion, füzyon deneylerinde tarihe geçen bir başarıya imza attı. Şirketin LM26 (Lawson Machine 26) adlı deneme prototipi, plazmayı 12 milyondan fazla Celsius derecesine (21,6 milyon Fahrenheit) kadar ısıtarak kritik bir eşiği aştı. Bu değerleşme ticari füzyon enerjisi için önemli bir kilometre taşı sayılıyor.

Cihaz, en yüksek basınca ulaşmadan hemen önce 1,1 kiloelectronvolt (keV) elektron sıcaklığına ulaştı. Füzyon fiziğinde 1 keV değerini aşmak uluslararası düzeyde tanınan bir başarı olarak kabul görüyor. Bu sıcaklığa ulaşabilen deney reaktörlerinin sayısı dünya çapında oldukça sınırlı.

“General Fusion, gözden geçirilmiş bilimsel literatürle desteklenen Magnetized Target Fusion alanında iki onyillik bir sanayi öncüsü başarı kaydetti.” diyen şirket CEO‘su Greg Twinney, “LM26’yı, bizi önümüzdeki onyılıktaki ilk tipik tesise ulaştıracak önemli teknik kilometre taşlarına ulaşmak için kurduk ve adım adım bu yolda ilerliyoruz” şeklinde konuştu.

Mekanik yaklaşımın füzyona farklı bir yol açması

Bu ana kadar bu eşeği geçen tüm laboratuvarlar, devasa süper iletken mıknatıslar veya yüksek güçlü lazerler kullanmıştı. General Fusion ise tamamen farklı bir yöntem seçti: Magnetized Target Fusion (MTF) adı verilen mekanik bir yaklaşım. Böylece şirket, bu sıcaklığa düşük hızlı fiziksel sıkıştırma kullanarak ulaşan tarihin ilk makinesi olmuş oldu.

Çoğu modern füzyon girişimi aşırıklara dayanıyor. Bazıları yakıt pelletlerine birkaç nanosaniye için muazzaz lazerler fılatırken, diğerleri plazmayı karmaşık mıknatıs kafeslerinde tutuyor. General Fusion ise manyetik olarak hapsedilen plazmayı bir odaya enjekte ediyor ve sıkışan katı metal duvarla birkaç milisaniye içinde eziyor.

Yakıtın mekanik sıkıştırılması, nadir ve kırılgan malzemelere ihtiyaç duyulmasını önüyor. Ticari tesisler, dolaşan metal-bazlı bir bariyer kullanacak. Bu tabaka zararlı nötron radyasyonunu ve yoğun ısıyı emiyor. Böylece mühendisler reaktörleri geleneksel sanayi metallerinden inşa edebiliyor.

Teşhis zorluğunun aşılması

Tepkimin sıcaklığını kanıtlamak, hassas bir teşhis kurulumu gerektirdi. Plazma, çöken metal bir astarın içinde bulunuyor. Bu dar kapsülleme nedeniyle, reaksiyonu bozmadan çekirdeği ölçmek büyük teknik bir engel oluşturuyordu.

Bu sorunu çözmek için mühendisler, Birleşik Krallık Atom Enerji Otoritesi (UKAEA) ile işbirliği yaptı. Ulusal laboratuvar, Culham’daki başlıca füzyon tesislerini işletiyor. Ortak ekip, altın standart teşhis yöntemi olarak kabul edilen Thomson saçılmasını kullandı. Bu yöntem plazma üzerinden bir lazer ışını geçirerek yüksek enerjili parçacıklardan saçılan ışığın ölçülmesiyle sıcaklığı yüksek hassasiyetle hesaplıyor.

Teşhis donanımı, Culham’ın Diagnostic Innovation Center of Excellence merkezinde özel olarak üretilmiş bir polychromatora dayanıyordu. Testten elde edilen veriler şimdi şirketin portalında yayımlanmış ve hakem değerlendirmesi için akademik bir dergiye gönderilmişti.

Nüklester füzyona yönelik uluslararası yarış

Bu başarı, kaydedilemeyen, düşük karbonlu elektriği rekor taleple karşılaşılan elektrik şebekelerine ulaştırmaya çalışan uluslararası bir yarış ortasında gerçekleşti. Vancouver merkezli şirket, Kanada’nın Strategic Response Fund tarafından destekleniyor ve ABD merkezli General Atomics şirketi tarafından yönlendiriliyor. Teknisyenler zaten LM26 makinesini yeniden düzenliyorlar.

Mühendisler şu anda cihazın sıkıştırma sistemlerini güçlendirerek 10 keV’e, yani yaklaşık 100 milyon Celsius derecesine ulaşmayı hedefliyor. Bu kilometre taşı, Lawson kriterine doğru yol açacak. Isı, yoğunluk ve hapsedilme süresinin dengesi olan bu kriter, net elektrik üretimi için gerekli koşulları içeriyor.

Bu mühendislik kilometre taşlarının sürdürülebilmesi halinde General Fusion, ilk operasyonel şebeke pilot tesisini yaklaşık 2035 yılında inşa etmeyi bekliyor.