Dünyanın en büyük silah ve savunma sanayi şirketi olan Lockheed Martin bir kamyonete sığabilen ve 100 MW’lık güç üreten nükleer santral geliştirdiğini iddia etti. Şirket, füzyon temelli bu proje kapsamında, nükleer enerji alanında yeni bir çığır açacağını söylüyor.
Enerjide teknoloji devrimi olabilecek bu santral, fizyon teknolojisiyle çalışan bildiğimiz nükleer santrallerden farklı bir teknolojiye sahip. Peki fizyon ile füzyon teknolojisi farkı nedir, önce buna bakalım.
Fizyon ve Füzyon Teknolojisi Arasındaki Fark
Günümüzde dünyada yaklaşık 400 adet bulunan nükleer santraller, fizyon/fisyon teknolojisiyle çalışıyor. Fisyon, kütle numarası çok büyük bir atom çekirdeğinin parçalanarak kütle numarası küçük iki çekirdeğe dönüşmesi olayıdır. Fisyon reaksiyonlarında radyoaktif elementler kullanılır ve tepkimeler için bir ilk enerjiye (aktiflenme enerjisi) ihtiyaç vardır. Reaksiyon sonucunda kararsız çekirdekler ve nötron oluşur. Oluşan nötronların her biri yeni bir uranyum atomu ile tepkimeye girer. Bu esnada açığa çıkan nötronlar ortamdan uzaklaştırılmazsa tepkime zincirleme olarak devam eder.
Örneğin, Uranyum-235 nötron bombardımanına tutulur. Bombardımanda uranyum mevcut nötronlarından birini bile kaybetse kararsız bir hâl alır ve bu tepkime zincirleme reaksiyona girerek madde kendini parçalar. Ardından Baryum 142 ve Kripton 91‘e dönüşür. Bununla birlikte üç nötron salar ve yüksek miktarda gama ışıması yapar. Bu yaklaşık 25.000 ton kömürün enerjisine eşittir. Fisyon tepkimelerinde açığa çıkan enerji nükleer reaktörlerde kontrollü olarak kullanılarak enerji elde edilebilir.
Yazıya konu olan füzyon/füsyon ise, iki hafif elementin nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır bir element oluşturmasıdır. Bu işlemle oluşturulabilecek en ağır element demirdir. Reaksiyona giren çekirdekler, hidrojen veya izotopları deuterium ve tritium gibi düşük atom numarasına ait elementlerde ortaya çok büyük miktarda enerji çıkar. Nükleer füzyonun bu devasa enerji potansiyelinden ilk olarak, 2. Dünya Savaşı’nı takip eden yıllarda, hidrojen bombası olarak da bilinen termonükleer silahların üretiminde istifade edilmiştir. Füzyon tepkimeleri Güneş‘de her an doğal olarak gerçekleşmektedir.
Fizyon ve füzyon hakkında bilgi edindikten sonra Pentagon’un en büyük tedarikçisi olan şirketin füzyon enerjisi projesinin başındaki ismi olan Tom McGuire, bir kamyonete sığan küçük boyuttaki nükleer reaktörün mevcutlarından 10 kat daha küçük olduğunu ve 100 MW’lık enerji elde edilebileceğini söylüyor. Kompakt füzyon reaktörünün bir sene içinde testlerden geçeceği, 5 yıl içinde ise prototipinin üretileceği ve son olarak 10 yıl sonra ise “minyatür nükleer santrallerin” kullanıma hazır olmasının planlandığını belirtiyor.
Eğer proje hayata geçerse düşük maliyetle seyyar diyebileceğimiz nükleer reaktörler yapmak mümkün gibi görünüyor. Ama bu teknolojiyi dünyanın geri kalanına ne zaman açarlar, orası muamma tabii 🙂
Yeni Enerji Kaynaklarına Olan İhtiyacımız
Hepimizin bildiği üzere fosil yakıtların sonu yaklaşıyor. 50 veya 100 yıl içinde fosil yakıtlar bitecek. O yüzden çevre dostu yeni enerji kaynaklarının kullanımı ve üretilmesi şart gibi görünüyor. Fosil yakıtlar aynı zamanda dünyayı ve atmosferi kirlettiği için iklimsel değişikliklere de sebep oluyor. Bir de dünyanın ileri ülkelerinin kullandığı -şimdiki haliyle- nükleer santraller var.
Nükleer enerji bir zamanlar geleceğin ucuz enerji üretimi kaynağı olarak görülürdü. Bugünkü santraller fizyonla, yani radyoaktif elementlerin çekirdeklerinin parçalanmasıyla enerji üretiyor. Ancak yaşanan birkaç kaza, özellikle 1986’da yaşanan Çernobil Faciası kamuoyunun nükleer enerji ile ilgili algısını değiştirdi. Bu konuda 2006’da yazdığım yazıya bakabilirsiniz : Çernobil Felaketi.
Nükleer enerji üretimi sıkı güvenlik önlemleri altında, gerekli kaplama ve ısı yönetimi sağlanırsa güvenli. Bu sağlanmazsa reaktörün çekirdeği ısınarak patlıyor ve çevredeki havaya, suya ve toprağa karışarak bölgeyi uzun seneler radyoaktif hale getiriyor. En son Japonya’daki tsunami sonrası yaşanan Fukuşima Santrali sızıntısı (11 Nisan 2011), mevcut nükleer santraller konusunda algıları iyice değiştirdi. Türkiye’de de-bence çok geç kalınmış- nükleer santral kurma çalışmaları devam ediyor. Karşı çıkılsın veya çıkılmasın, sanayisi %60 oranında dışardan gelen doğalgaza bağlı bir ülke olarak kendi enerjimizi üretme konusunda çok geç kalmışızdır. Dünya -bu yazıda da değindiğim üzere- yeni ve güvenli teknolojilere yelken açarken biz maalesef treni kaçırmak üzereyiz. Nükleere karşı çıkanlar olacaktır, buna birşey diyemem fakat güçlü bir ülke olabilmek için enerjide dışa bağımlı olmamak gerekir. Şimdi Rusya veya İran’la aramızda sıkıntı olsa ve gazı kesseler, biz vatandaş olarak evlerimizde soğuktan donarken sanayimiz de durma noktasına gelecektir. Konu uzun ve tartışmaya açık, o yüzden füzyon santraline biraz daha devam edip yazıyı bitirelim.
Füzyon, fizyon kadar ucuz ancak çok daha güvenli bir enerji alternatifi sunabilir. Bu süreç yıldızlara enerji sağlayan süreçle aynı. İki atom çekirdeğinin birleşimi büyük bir enerji salımına neden oluyor.
Ohio Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölüm Başkanı David Ingram nükleer füzyon elde etmenin zorluğunun, sürecin gerçekleşmesi için Güneş’in yüzeyindeki ısılara ulaşılması zorunluluğu olduğunu söylüyor.
Bunu yapmak için ya çok karmaşık mıknatıslara ya da çok büyük lazer sistemlerine gereksinim olduğunu söyleyen uzman Lockheed’in ise farklı bir yaklaşıma sahip olduğunu söylüyor. Lockheed, manyetik ayna kullanarak sıcak, elektrik yüklü parçacıkları reaktörün içine hapsediyor.
Middle Tennessee Eyalet Üniversitesi’nden nükleer enerji güvenliği uzmanı Michael Allen, füzyon reaktörlerinin aynı zamanda çok daha güvenli olduğuna dikkat çekiyor.
Sürecin geride ısı ya da radyoaktif fizyon kalıntıların bırakmadığını belirten uzman bir kesinti olması durumunda sürecin sadece durduğunu söylüyor. Allen aynı zamanda bu uranyum ya da plütonyum kullanılmadığı için nükleer silah da yapılamayacağını hatırlatıyor. Allen, bu teknoloji başarıya ulaşırsa bunun insanlık tarihindeki en büyük olaylardan biri olacağını söylüyor. Uzmana göre bu elektriğin, içten yanmalı motorun icadı, bireysel bilgisayarların üretimi ya da İnternet gibi bir devrim olabilir.
