Şubat ayında İngiltere’de Culham Füzyon Enerjisi Merkezi’nde çalışan bilim insanları, Ortak Avrupa Halkası (İng: Joint European Torus, JET) denilen reaktörü kullanarak toplam beş saniyelik bir füzyon tepkimesi sonucunda 14 kilogram TNT’ye eş değer enerji ürettiler ve 1997’de elde edilen rekoru ikiye katladılar. Peki 25 yıllık çabadan sonra bir tepkimeyi sadece beş saniye devam ettirebilmek nasıl bir başarı ve sürekli geleceğin teknolojisi diye tanıtılan füzyon ne menem bir şey?
Nükleer enerji, atomların çekirdeklerinde biriken enerjinin bu çekirdeklerdeki muhtelif tepkimeler sonucunda açığa çıkmasıyla elde edilir. Eğer enerji kontrollü olarak üretilirse, elektriğe çevrilebilir, kontrolsüz zincirleme tepkimeye izin verilirse de bomba olabilir.
Hâlihazırda nükleer santraller, uranyum ve toryum gibi radyoaktif ve kararsız elementlerin bozunarak ürettikleri fisyon enerjisi ile çalışıyor. Kelime anlamı parçalanmak/bölünmek olan fisyon tepkimelerinde oldukça büyük çekirdeği olan elementler daha küçük ve kararlı parçalara ayrılıyor. Fisyondan elektrik üreten ilk tesis ABD’de 1951 yılında deneysel olarak açıldı. 1960’dan itibaren de ilk ticari elektrik santralleri devreye alındı.
Son yıllarda artan güvenlik önlemleri ve nükleer sektöründe istihdam kayıpları yüzünden yeni santrallerin inşa edilmesi oldukça pahalı olmaya başladı. Ayrıca nükleer atıkların bin yıllarca radyoaktif kalması da ayrı bir kaygı. Bu sorunları çözmek için ortaya çıkan bir öneri, fabrikalarda seri olarak ucuza üretilebilen küçük modüler reaktörler (KMR). Fransa, 2030’a kadar ilk KMR’lerini üretmeyi ve 2050’ye kadar 6 ila 14 arası yeni nükleer santral kurmayı planlıyor.
Fisyon teknolojisindeki bu sıkıntıları kökten değiştirebilecek bir başka çözüm ise füzyon. Kelime anlamı “birleşim” olan füzyon, küçük atomların çarpışarak birleşmeleri esnasında açığa çıkan enerjiyle çalışıyor. Füzyon, güneş gibi yıldızların çekirdeğinde sürekli gerçekleşiyor. Atomların birleşebilmeleri için çok yüksek sıcaklıklarda elektronlarından kopmaları (plazma hâline gelmeleri) lazım. Yer çekiminin az olduğu dünya yüzeyinde ise bu tepkimeyi yapabilmek için güneşin 10 katı sıcaklıklara (150 milyon derece) çıkılması gerekiyor.
Mevcut füzyon deneyleri normalde çekirdeğinde nötronu olmayan hidrojen elementi ile bir ve iki nötronlu kuzenlerinin – döteryum ve trityumun – birleşmesiyle gerçekleştiriliyor. Döteryum sudan elde edilebilen ve dünyada bolca bulunan bir element. Trityum ise oldukça nadir ama füzyon sırasında salınan nötron parçacıklarının dünyada çok yaygın bulunan başka bir metal olan lityumla tepkimesinden elde edilebilir.
Füzyon, hâlihazırda kullanılan nükleer teknolojilere göre çok daha az radyoaktif atık üretiyor. Ayrıca kullanılan ekipmanlar 100 yıl gibi görece kısa bir süre içinde tamamen geri dönüştürülebiliyor. Füzyonun diğer avantajları sınırsıza yakın yakıt kaynağı olması, bomba yapımında kullanılamaması ve kaza sonucunda reaktörün erime riskinin olmaması.
Füzyonun gerçekleşebilmesi için plazmanın manyetik alanlar sayesinde sıkıştırılması gerekiyor. Bunu sağlamaya aday en gelişmiş yöntem ise plazmayı halka şekline getiren ve kendisi de donuta benzeyen tokamak reaktörü. Yukarıda bahsettiğimiz ve beş saniyelik tepkime rekorunun kırıldığı JET de bir tokamak örneği. Tokamak ve füzyon dendiğinde akla ilk gelen tesis ise 2025’te Fransa’nın güneyinde açılması planlanan ITER. Dünyanın en büyük tokamağını ona katlayacak olan ITER, ilk kez füzyondan endüstriyel ölçekte güç üretebileceğini kanıtlamaya çalışacak. Bu projenin asil üyeleri ise AB, ABD, Çin, Rusya, Hindistan, Japonya ve Güney Kore.
Her ne kadar bu gelişmeler heyecan verici olsa da füzyonun gelişimi şu ana kadar çok yavaş ve çok pahalı oldu. ITER’in Fransa’da inşasına 2005’te karar verildi. İlk plazma deneyine 2025’te başlayacak tesisin döteryum ve trityum deneylerine ise 2035’de başlaması bekleniyor. Projenin toplam yatırım maliyeti ise 17 milyar avro olarak tahmin ediliyor.
Doğal olarak, henüz kendini kanıtlamamış bir teknolojiye bu kadar para yatırılması tartışmalara sebep oluyor. Kimilerine göre bu kaynağın yenilenebilir enerji ve batarya depolama teknolojilerine ayrılması çok daha avantajlı olabilir. Bildiğimiz bir şey varsa o da füzyonun iklim değişikliğiyle mücadelemizde en önemli yıllar olan 2050’lere kadar hazır olmayacak olması. Bu yüzden füzyon gibi teknolojilere bel bağlayarak bugün alınması gereken önlemleri göz ardı etmemeliyiz.
