MIT'nin bilim insanlarının füzyon enerjisinde bir atılım gerçekleştirdiğini iddia etmesinin üzerinden iki yıldan fazla bir süre geçtikten sonra üniversite, yeni araştırmanın bu testlerde kullanılan mıknatıs tabanlı tasarımın sadece laboratuvar ortamında etkileyici olmadığını, aynı zamanda pratik ve ekonomik olarak da uygulanabilir olduğunu "doğruladığını" iddia ediyor.
Bu bulgular, bu ay IEEE Transactions on Applied Superconductivity dergisinde yayınlanan ve MIT bilim insanlarının Eylül 2021'de gerçekleştirdikleri dönüm noktası niteliğindeki testte kullandıkları süper iletken mıknatısların uygulanabilirliğini değerlendiren altı ayrı çalışmayı içeren kapsamlı bir rapordan geliyor.
MIT'nin Plazma Bilimi ve Füzyon Merkezi'nin eski direktörü ve mühendislik profesörü Dennis Whyte yaptığı açıklamada, "Bir gecede, bir füzyon reaktörünün watt başına maliyetini bir günde neredeyse 40 kat değiştirdi" dedi. "Artık füzyonun bir şansı var."
Başarı İçin Sıkıştırın
Füzyon, Güneşimiz de dahil olmak üzere yıldızlara güç veren bir süreçtir. Hidrojen gibi küçük ve bol miktarda bulunan atomlar bir araya getirilerek elektrik için kullanılabilecek ısı üretilir. Nükleer fisyonun aksine, bu süreç çok az radyasyon üreterek daha güvenli hale gelir ve yakıt için uranyum ve plütonyum gibi nadir ve tehlikeli elementler yerine yalnızca hidrojen atomlarına ihtiyaç duyar.
Yıldızlarda, muazzam yerçekimi doğal olarak hidrojen atomlarını çekirdeklerinde bir araya getirir ve bu sayede milyarlarca yıl olmasa da milyonlarca yıl boyunca yanmaya devam ederler. Ancak cılız insanlar olarak atomları bir araya sıkıştırmak için onları son derece yüksek sıcaklık ve basınçlara maruz bırakmamız gerekir.
Stratejilerden biri, hidrojeni yerinde kilitlemek için devasa süper iletken mıknatıslarla kaplı çörek şeklindeki bir oda olan tokamak adı verilen bir makine kullanmaktır. Birçok füzyon reaktörü tasarımında tokamaklar kullanılıyor ve Whyte bulguların, cihazların "füzyonu mümkün kılacak nesnelerin boyutunu ve maliyetini büyük ölçüde azaltma şansına sahip olduğunu" gösterdiğine inanıyor.
Bu Manyetik Bobin
MIT araştırmacıları bu buluşlarında, mıknatısların 20 Kelvin'de süper iletken olmasını sağlayan REBCO adlı deneysel bir malzeme kullandılar — daha önce mümkün olandan sadece biraz daha sıcak ama çok daha pratik bir sıcaklık.
Ama hepsi bu kadar değildi. Araştırmacılar, mıknatısın süper iletken bant bobinlerinin etrafındaki —kısa devreyi önlemek için standart bir önlem olan — yalıtımı kaldırarak cesur bir risk aldılar. MIT'nin nükleer bilim ve mühendislik bölümünde doçent olan Zach Hartwig, bunun tasarımı büyük ölçüde basitleştirdiğini ve "düşük voltajlı bir sistem olma avantajına sahip olduğunu" açıkladı.
"Bunun yalıtımsız bir bobin olduğunu duyurduğumuzda topluluk için çok büyük bir sürpriz oldu" diye ekledi. Hartwig, şimdi dönüm noktası olan tam ölçekli testlerinde, araştırmacıların 20 tesla'nın üzerinde bir manyetik alanı koruyabilen 20.000 poundluk bir mıknatıs inşa ettiklerini ve bunun net bir güç çıkışı elde eden füzyon reaksiyonlarını desteklemek için yeterli olabileceğini söyledi.
Bunun da ötesinde, çeşitli testler tasarımın son derece sağlam ve kararlı olduğunu, gücün kesilmesinin neden olduğu aşırı ısıya dayanabildiğini gösterdi.
"Temel olarak, bobin performansının diğer tüm yönlerini test ettikten sonra, bilerek bir bobine mümkün olan en kötü şeyi yaptık. Ve bobinin büyük bir kısmının hiçbir zarar görmeden hayatta kaldığını gördük," diyor Whyte.
