FÜZYON’da KRİTİK EŞİK AŞILDI – Bedava Elektrik Ne Zaman?

Bu yazı, 18 Aralık 2022 tarihinde yayımlanan Bebar Bilim videosunun metninden uyarlanmıştır. Güncel gelişmeler içeren değerlendirmeler özgün yayın tarihinin bağlamındadır.

Bakın 23 Ekimde yayınladığım Manyetizma Karanlık Madde Olabilir mi isimli videoda neden bahsetmişim? Şimdi burada bahsettiğim National Ignition Facility nerede? Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarlarında. Dün Instagram ve Twitter’dan duyurduğum gelişme de işte tam da burada gerçekleşti. O videoda daha çok yolumuz var, bir gelişme yok demiştim ama… Daha umutlu olmalıymışım galiba… Şimdi… Her şeyi. Ama her şeyi burada olan bitene borçluyuz. Burada Hidrojenin Helyuma dönüşmesine. En basit haliyle yaşamın yakıtı işte bu.

Müthiş bir sıcaklık ve basınç altında atom çekirdekleri bir araya gelerek yeni bir atoma dönüşüyor ve bu sırada da çok yüksek bir enerji açığa çıkıyor. Sonra bu enerji milyonlarca km öteden yola çıkarak dünyamızı, yaşamı, bizi mümkün kılıyor. Biz de burada hala fosilleri yakıp ısınmaya, bir yerden bir yere gitmeye çalışıyoruz. Elektrikli araçlar filan. Evet. Çok yaygınlaştı ama o araçlara sağlanan elektriğin büyük bir kısmını da hala fosil yakıtlardan elde ediyoruz. Elektrikli araçlar da aslında bir anlamda bir “doğa dostu” olma ilüzyonu. Yok. Bizim başka bir şeye ihtiyacımız var.

Keşke. Keşke güneşimizin yaptığını, doğanın ta kendisini taklit edebilsek değil mi? Füzyon diyorlar güneşin yaptığına. İşte onu. Keşke biz de küçücük de olsa yapabilsek ve bizim de minik güneşlerimiz olsa ve evlerimizi, araçlarımızı, her şeyi bu devasa… Sonsuz demek biraz iddialı ama milyarlarca yıl yetebilecek bir enerji kaynağı bizim açımızdan sonsuzdur desek yeridir. İşte bu enerjiyi kullanabilsek ve petrole bağımlılığımız, enerji nedenli krizler, savaşlar bitse. Hatta herkes artık enerjiyi bedavaya kullansa. Biz de buradan yürüyüp artık Kardashev ölçeğinde 1. Seviyeye ulaşabilsek…

Evet. Biz bir akıllı türün gelişmişliğini gösteren Kardashev ölçeğinde daha birinci seviyede bile değiliz. Yarım filan işte. Neyse. İşte keşke diyoruz ya. Füzyon mümkün olsa. İşte. Dün yapılan açıklama ile. Galiba bu artık mümkün. Dünyamızda mini güneşler inşa etmeye hiç olmadığımız kadar yakın olabiliriz. Çok genel bir özetle. Livermore Ulusal Laboratuvarlarında tarihte ilk defa. Füzyon enerjisini üretmek için harcadığımızdan daha fazla enerji elde edebildik. Ve onyıllardır beklediğimiz. O eşik aşıldı…

Hatta şu an çok net değil, daha çok test gerekli belki ama bunun için bir bahis olsaydı gelecek yılın Nobel Fizik Ödülü için bu gelişmeye oynamak çok riskli bir tercih olmazdı. Yatırım tavsiyesi değildir 🙂 Şimdi… Beyaz Saray Bilim ve Teknoloji Direktörü Arati Prabhakar’ın gelişme sonrası yaptığı açıklama aslında kafalardaki bazı soru işaretlerini gideriyor. “Yüz yıldır füzyonu teorik olarak zaten anlıyor, biliyorduk. Fakat bilmekten yapmaya giden yol çok meşakkatlidir. Bugün aştığımız eşik de sabırla çalıştığımızda neler başarabileceğimizin bir göstergesidir.”

Evet. Füzyonu biliyorduk. Ötesinde anlıyor ve aslında gerçekleştirebiliyorduk da. Ama… İsterseniz bu zamana kadar bu alanda neler yapıldı, neden başarılamadı ve bu olay neden bu kadar önemli arka planına bir bakalım, sonra yeni gelişmeyi daha iyi irdeleyelim.

Öncelikle. Özellikle sanayi devrimi ile birlikte enerji ihtiyacı zirve yapmış ve sonrasında sadece 70’lerden bu yana dünyada enerji kullanımı 2 katına çıkmıştı. Bugün bu neredeyse her gün artıyor. Ve biliyoruz ki şu anda kullandığımız enerji kaynaklarının da bir sonu var. Belki uzun bir süre yetecek ama daha da kötüsü dünyayı mahvediyoruz fosil yakıtlarla. Şu anda kullandığımız fisyon odaklı nükleer santrallerin de ciddi bir radyoaktif atık sıkıntısı var. Bu santralleri yönetmek ciddi bir efor ve para gerektiriyor ki buna rağmen birçok kaza yaşandı.

İşte bu nedenle bizim füzyona ihtiyacımız var. Hem bu sorunlarla başa çıkmak hem de en başta söylediğim gibi savaşları bitirmek, seviye atlamak, tüm insanlığın kaderini birkaç petrol-doğalgaz zengininin iki dudağının arasına bırakmamak için…

Bu amaçla yıllardır çalışılıyor. Yaklaşık 1930’larda başlayan çalışmalarda sayısız test yapıldı. En son ise ITER olarak bildiğimiz projede 35 ülke bir araya gelerek Fransa’ya kurulan merkezde çalışmalar yapmaya başladı. Çin, ABD, Avrupa Birliği, Rusya, Hindistan, Japonya ve Güney Kore’nin ana üye olduğu projede siyaset tamamen kapı dışında bırakıldı ve füzyon enerjisinin tüm insanlar için kullanılabilmesine yönelik çalışmalar başladı.

Ama tüm bunların yanında füzyon konusunda en başarılı girişim Sovyetler Birliğinin başlattığı tokamak projesiydi. Tokamak’ta temelde manyetik alan içinde füzyon reaksiyonu gerçekleştiriliyordu ve ilk defa 1968 yılında gerekli sıcaklıklara ulaşılarak belirli bir süre boyunca füzyon reaksiyonu sağlanabilmişti. Bu, bu alanda ilk ve en önemli adımdı ve ondan beri de açık söylemek gerekirse pek adım atılmamıştı. Zira bu devasa enerjiye hükmetmeye çalışan bilim insanlarının önünde duvar gibi duran bir sorun vardı.

Yaptıkları deneylerde bu reaksiyonu başlatmak için kullandıkları enerji sonuçta ortaya çıkan enerjiden daha fazlaydı. İşte 5 Aralık 2022 gece 1.03’te bu değişecekti. Bu sefer tokamaktan farklı bir yöntemle, lazerlerle yapılan bir deneyde. Livermore Lavoratuvarında bulunan, bir silgi büyüklüğünde ve içinde bir elmas içerisinde hidrojen bulunan bir kutucuğa yöneltilen 192 tane dev lazer sayesinde.

Teknik kısmını merak edenler için kısaca bahsetmek gerekirse. 192 tane lazerden çıkan ışın bu silindirik kutucuğun üst ve altından girerek bir anlamda içeriğini buharlaştırıyordu. Bu süreç de x-ışınları ortaya çıkarıyordu ve bu ışınlar da hdirojenin daha ağır formları olan deteryum ve trityumdan oluşan bir yakıta basınç uyguluyordu.

Ve çok kısa bir zaman diliminde, saniyenin 100 trilyonda biri gibi bir anda, yarım kilo kadar TNT’ye eşdeğer miktarda, 2.05 megajul düzeyinde bir enerji ile hidrojene uygulanan kuvvet sonucunda füzyonun bir ürünü olan nötronlar serbest kalmış ve bu da 3 megajul düzeyinde bir enerji açığa çıkarmıştı. 2.05 harcanmış, 3 alınmıştı yani. 1.5 oranında bir enerji kazanımıydı bu. İşte aşılan eşik buydu. Bu zamana kadar 3 koyup 2 alıyorduk. Şimdi 2 koyup 3 aldık. Olay bundan ibaret. Ama bu yeterli mi? Kesinlikle değil.

1.5 oranı ihtiyacımız olandan çok çok az. Bize 100 gibi bir oran lazım. Şu anda olduğundan onlarca kat daha verimli olması lazım. Ki zaten bu da bu gelişmenin hemen yarın hayatımızı değiştirmeyeceği anlamına geliyor. Ama isterseniz füzyon gerçekleşirse nasıl bir değişim bekliyor onu bir kısaca konuşalım. Öncelikle. Füzyon sayesinde çok kaba tabirle bir bardak deteryum ve biraz trityum ile evinizin bir yıl boyunca tüm enerji ihtiyacını karşılayabilirsiniz. Bunun ötesinde füzyon için gerekli temel yakıt bildiğimiz hidrojen. E bu da zaten evrende en yaygın element. Ve de temiz. Çok temiz. Sıfır emisyondan bahsediyoruz.

Diğer avantajlarından da başta bahsetmiştim zaten. En güzeli. Radyoaktif atık neredeyse yok. Böyle bir derdimiz de yok. Gerçekten rüya gibi. Şimdi gelelim evimizde lambaları yakması için ne gerektiğine. Ve bunun ne zaman olacağına. Bu konuda daha yolumuz var. Çok yolumuz var. Şöyle ki. Evet. Söz konusu test sırasında, ekipmanın tükettiği ve sonuçta çıkan enerji arasında eşik aşıldı ama mesela bu testin yapıldığı ulusal ateşleme tesisini çalıştırmak için hala devasa fosil enerjisi kullanılıyor. O yüzden bu verimi 50-100 katına çıkarmamız gerekiyor.

Ya da şöyle söyleyelim. Bu test sonucunda elde edilen enerji ne kadardı biliyor musunuz? Kettle’ınızda 10 kere filan su ısıtırsınız. O kadar. Yani bir santrali, binlerce santrali beslemek ve sonrasında buralardan bizim faydalanmamız. Daha yolumuz var. Yani önce daha büyük ölçekte bu enerjiyi elde etmenin yollarını bulmaları gerekiyor. Aynı zamanda bu üretimin maliyetini de çok büyük oranda düşürmeleri. Tabi elde ettikleri enerjiyi bir şekilde kullanılabilecek hale getirip, depolayıp, şebekeye sağlamak için projede çalışanlara göre bile 20-30 yıl gerekiyor.

Bu süre bize çook uzun gibi gelebilir ama. Gerçekten bu torunlarımızı, onların torunlarını filan geçtim direkt bizim çocuklarımız için daha temiz bir dünya anlamına gelebilir. Ve her anlamda dünyanın değişimini bizim adım adım izlememiz demek bu. Ve bu güç bize tahmin edemeyeceğimiz şeylerin kapısını açabilir. Her şeye rağmen insanlık bilimin ışığında yürümeye devam ediyor ya bir yerlerde… ITER’de tüm siyasi, ekonomik vs çekişmeleri bir kenara bırakan 10’larca ülkeden bilim insanı omuz omuza verip dünyamızı bizim için, çocuklarımız için daha iyi bir yer haline getirmeye, evimize daha iyi bakmaya çalışıyor ya… Bence işin en güzel tarafı bu…

Bakalım daha ne gibi gelişmeler bekliyor bizi.