Füzyon enerjisinde küçük cihaz, büyük hedef: İki lazerle santrale uzanan plan

Füzyon araştırmalarında ticari üretime giden yolu kısaltmak isteyen ABD merkezli Cambridge Heavy Industries, çalışmalarına masaüstü boyutlarında bir cihazla başlıyor. MIT yakınlarındaki küçük bir laboratuvarda geliştirilen sistem, tasarım değişikliklerinin hızla uygulanmasına ve daha fazla deney yapılmasına imkân sağlayacak şekilde tasarlanıyor.

Şirketin kurucu ortağı ve CEO’su Yun Kai’ye göre bu ölçek, geliştirme sürecinde önemli bir avantaj sağlayabilir. Modüler cihazla günde 50 ila 80 deney gerçekleştirilmesi, elde edilen verilerin de yapay zekâ destekli simülasyonlara aktarılması planlanıyor. Böylece füzyon için gereken koşulların farklı tasarımlarda nasıl oluştuğu daha hızlı incelenebilecek.

Cambridge Heavy Industries’in yaklaşımı, yakıtı sıkıştırma ve ısıtma işlemlerini iki ana lazer arasında paylaştırıyor.

İlk lazerden çıkan ışık, farklı parçalara ayrılarak yakıta aşamalar halinde gönderiliyor. Önce dış katmanları merkeze doğru iten ışınlar, ardından gelen darbelerle sıkıştırmayı güçlendiriyor. Amaç, yakıtın merkezinde çok yüksek basınç oluşturmak.

İkinci lazer ise sıkıştırma belirli bir seviyeye ulaştığında devreye girerek sıcaklığı yükseltiyor. Yeterli sıcaklık ve basınç sağlanabilirse atom çekirdeklerinin birleşmesiyle füzyon reaksiyonunun gerçekleşmesi hedefleniyor. Şirket, bu yöntemle daha az lazer gücü kullanarak gerekli koşullara ulaşmayı ve sistemin yapısını sadeleştirmeyi amaçlıyor.

Masaüstü cihaz, girişimin uzun vadeli planının ilk aşamasını oluşturuyor. Cambridge Heavy Industries, yaklaşık 10 yıl içinde ticari ölçekte elektrik üretebilecek bir füzyon santrali geliştirmek istiyor. Kai’nin öngörüsüne göre bu tesis, yaklaşık iki basketbol sahası büyüklüğünde olacak. Dolayısıyla masa üzerine sığan deney düzeneği, doğrudan kullanılabilecek küçük bir elektrik santrali anlamına gelmiyor. Teknolojinin enerji üretiminde kullanılabilmesi için çok daha büyük bir sisteme taşınması gerekecek.

Bu geçişin önündeki temel sorun, küçük cihazda oluşturulan koşulların daha büyük ölçekte tekrarlanabilmesi. Ayrıca reaksiyondan kazanılan enerjinin, sistemin tamamını çalıştırmak için harcanan enerjiyi aşması ve üretimin sürdürülebilir hale gelmesi gerekiyor. ELEKTRİKTEN ÖNCE TRİTYUM ÜRETİLECEK Girişimin kısa vadeli gelir planında ise elektrik satışı yerine trityum bulunuyor. Şirket, küçük füzyon cihazlarını kullanarak bu değerli izotopu üretmeyi hedefliyor. Hidrojenin radyoaktif bir türü olan trityum, geliştirilmekte olan çok sayıda füzyon reaktörünün yakıt sisteminde kullanılacak. Ancak tedarikinin sınırlı olması, gelecekte kurulması planlanan tesisler açısından önemli bir sorun oluşturuyor.

Gram başına yaklaşık 30 bin dolarlık değeriyle dikkat çeken trityum, Cambridge Heavy Industries için santral hedefinden önce bir ticari faaliyet alanı yaratabilir. Şirketin planı, küçük cihazlarla yakıt tedarik pazarına girerken daha büyük enerji sistemleri için gereken teknolojiyi geliştirmeyi sürdürmek. Masaüstü prototipin başarısı da yalnızca füzyon reaksiyonu oluşturabilmesine bağlı olmayacak. Deneylerin tekrarlanabilirliği, üretim maliyeti ve sistemin büyütüldüğünde göstereceği performans, girişimin santral hedefine ne ölçüde yaklaşabileceğini belirleyecek.