Füzyon tarihinde ilk: Levitasyonlu mıknatısla plazma hapsedildi

Metin Akpınar

Teknoloji Editörü

Füzyon tarihinde ilk: Levitasyonlu mıknatısla plazma hapsedildi — Yeni Zelanda merkezli **OpenStar Technologies**, **nükleer füzyon** araştırmalarında dünya çapında bir ilke imza attığını duyurdu. Şirket, yarım ton ağırlığındaki süperiletken bir mıknatısı 5 metre genişliğindeki vakum odasında **1 milyon santigrat** derecenin üzerindeki sıcaklığa ulaşan plazma içinde başarıyla **havada tuttu**.

Yepyeni reaktör tasarımı

Bu deney, yaklaşık 10 milyon dolarlık “Junior” adlı prototip reaktör üzerinde gerçekleştirildi. Şirketin geliştirdiği özgün reaktör mimarisi, “levitasyonlu dipol reaktör” (levitated dipole reactor) konfigürasyonuna dayanıyor ve ticari füzyon enerjisine giden yolda teknik fizibilitenin kanıtı olarak görülüyor.

Şirket tarafından yapılan açıklamada levitasyonlu dipol tasarımının plazma kararlılığı ve hapsedilmesi açısından belirgin avantajlar sunduğu ve bu yönüyle ticari füzyon için uygulanabilir bir rota oluşturduğu ifade edildi. Deneyle birlikte ağır bir mıknatısın hem hassas biçimde kontrol edilip havada tutulabildiği hem de aynı anda aşırı ısınmış plazmanın manyetik alan içinde kararlı şekilde sınırlandırılabildiği gösterilmiş oldu.

Mevcut prototip henüz tükettiğinden fazla enerji üretmiyor olsa da mıknatısın bu ekstrem koşullarda kararlı kalabilmesi, sonraki nesil sistemler için zorunlu bir eşik olarak değerlendiriliyor.

Tokamaktan farklı bir yol

Füzyon enerjisi üretimi için plazma gerekiyor. Katı, sıvı ve gazın ötesinde dördüncü hal olarak tanımlanan plazma, aşırı yüksek sıcaklıkta elektronların atomlardan kopmasıyla oluşan iyonize gaz yapısına sahip. Güneş, yıldırımlar ve kutup ışıkları plazmanın doğal örnekleri arasında bulunuyor.

Levitasyonlu dipol tasarımı ise tokamak reaktörlerinden belirgin biçimde ayrışıyor. Tokamak sistemlerinde plazma, reaktörün dışında konumlanan büyük manyetik bobinlerle kontrol edilirken levitasyonlu dipol yaklaşımında tek bir süperiletken mıknatıs doğrudan plazma bulutunun içine yerleştiriliyor.

Bu iç yerleşim, gezegenlerin manyetik yapısını taklit etmeyi amaçlıyor. Özellikle Jupiter’in güçlü manyetosferi, bu tasarımın ilham kaynaklarından biri olarak gösteriliyor. Araştırmacılar, mıknatısı mekanik desteklerden tamamen arındırarak askıda tutmanın, ısı kaybı ve plazma kararsızlığına yol açan önemli bir etkeni ortadan kaldırdığını belirtiyor.

Normal şartlarda fiziksel destek yapıları, füzyon reaksiyonundan enerjinin dışarı kaçmasına neden olabiliyor. Tam levitasyonun sağlanması, yüksek sıcaklıkların korunması açısından kritik bir teknik ilerleme olarak öne çıkıyor.

Her ne kadar levitasyonlu füzyon reaktörü alanında somut bir gösterimle ile imza atılmış olsa da bu reaktörün temelleri 1980’lere uzanıyor. 1987’de Japon teorik fizikçi Akira Hasegawa, farklı bir yaklaşım önererek manyetik alanı plazmanın dışına değil, içine yerleştirmeyi düşünmüştü. 2004 yılında ise MIT araştırmacıları bu yaklaşımın fizibilitesini plazmayı başarıyla hapsederek göstermişti. Ancak finansman ve mühendislik araçlarının yetersizliği nedeniyle çalışmalar devam etmemişti.

Hedef ticari füzyon

Şirketin bir sonraki hedefi, iki yıl içinde “Tahi” adlı ikinci nesil prototipi devreye almak. Beş yıl içinde planlanan üçüncü nesil “Maui” modelinin nötron üretmesi ve gelir yaratması hedefleniyor. Nihai aşamada geliştirilmesi planlanan dördüncü nesil “Tama Nui” reaktörünün ise 50 ila 200 megavat arasında elektrik üretmesi, yani küçük bir kenti ya da büyük bir sanayi tesisini besleyebilmesi öngörülüyor.

Füzyon enerjisi alanında dünya genelinde yaklaşık 50 şirket faaliyet gösteriyor ve sektöre bugüne kadar yaklaşık 10 milyar dolarlık yatırım aktarılmış durumda.

Yapay zeka uygulamalarının hızla artan elektrik talebi ve iklim değişikliğiyle mücadele kapsamında temiz enerji arayışı, füzyona olan ilgiyi daha da artırıyor. Elektriğinin yüzde 80’den fazlasını yenilenebilir kaynaklardan üreten Yeni Zelanda için bu teknoloji, enerji bağımsızlığını ve sürdürülebilirliği daha ileri taşıyabilecek potansiyele sahip.

Füzyon enerjisinin ticari ölçekte devreye alınması için yapılan tahminler 10 ila 30 yıl arasında değişiyor. 2022 yılında ilk kez tetikleme için harcanandan daha fazla enerji üretilmesi gibi önemli eşikler aşılsa da, sürdürülebilir ve ekonomik üretim halen çözülmesi gereken temel sorun olarak duruyor.