Füzyon enerjisinde ezber bozan hamle: Masaüstü reaktör geliyor
Cambridge Heavy Industries, masa üzerine sığan küçük bir füzyon reaktörü geliştiriyor. Şirket, iki ana lazerle enerji üretmeyi ve gelecekte kendi füzyon santralini kurmayı hedefliyor.
Füzyon enerjisi denildiğinde genellikle devasa lazer sistemleri, büyük mıknatıslar ve endüstriyel tesisler akla geliyor. Ancak ABD merkezli Cambridge Heavy Industries, bu alanda daha küçük ölçekli bir yaklaşım geliştiriyor. MIT yakınlarındaki küçük bir laboratuvarda çalışmalarını sürdüren girişim, masa üzerine sığabilecek boyutlarda, modüler bir füzyon cihazı üzerinde çalışıyor.
Füzyon enerjisi masa üzerine geliyor
Şirketin kurucu ortağı ve CEO'su Yun Kai, teknoloji yayıncısı TechCrunch'a verdiği özel röportajda geliştirdikleri sistemin optik bileşenlerini tanıttı. Kai'ye göre cihazın küçük boyutlu olması, hem deneylerin gerçekleştirilmesini hem de tasarım üzerinde hızlı değişiklikler yapılmasını kolaylaştırıyor.
Cambridge Heavy Industries, mevcut prototipinin modüler yapısından yararlanarak günde 50 ila 80 arasında deney gerçekleştirebiliyor. Şirket, bu deneylerden elde edilen verileri yapay zeka destekli simülasyonlarda kullanarak sistemin tasarımını optimize etmeyi hedefliyor. Böylece farklı çalışma koşulları daha hızlı test edilebilecek ve füzyon reaksiyonlarını başlatmak için gereken parametreler daha verimli biçimde belirlenebilecek.
Cambridge Heavy Industries, füzyon enerjisi üretmek için yakıtı güçlü lazerlerle sıkıştıran bir sistem geliştiriyor. Geleneksel füzyon sistemlerinde çok sayıda lazer kullanılabilirken şirket, yalnızca iki ana lazerle füzyon reaksiyonunu başlatmayı hedefliyor.
Sistemde ilk lazer, ışığı birden fazla parçaya ayırarak yakıtın üzerine farklı aşamalarda gönderiyor. Önce yakıtın dış kısmına ulaşan lazer ışınları, malzemeyi merkeze doğru sıkıştırmaya başlıyor. Ardından gelen ışınlar bu sıkıştırmayı güçlendirerek yakıtın merkezinde çok yüksek basınç oluşmasını sağlıyor.
Sıkıştırma işlemi belirli bir aşamaya ulaştığında ikinci lazer devreye giriyor. Yakıtta çok yüksek sıcaklık oluşmasını sağlayan bu işlemle birlikte, uygun koşullar sağlandığında atom çekirdekleri birleşiyor ve füzyon reaksiyonu gerçekleşiyor.
Şirketin geliştirdiği yöntemin temel amacı, daha az lazer gücüyle yüksek basınç oluşturarak füzyon sürecini daha basit bir sistemle gerçekleştirmek.
Şirketin hedefi 10 yıl içinde enerji santrali geliştirmek
Cambridge Heavy Industries, uzun vadede geliştirdiği teknolojiyi ticari ölçekte elektrik üretebilecek bir füzyon santraline dönüştürmeyi planlıyor. Şirketin hedefi, yaklaşık 10 yıl içinde bir enerji santrali geliştirmek. Bunun için masaüstü prototipin çok daha büyük bir sisteme dönüştürülmesi gerekecek.
Planlanan tesis, mevcut cihazdan önemli ölçüde büyük olacak ancak diğer füzyon santrali tasarımlarıyla karşılaştırıldığında daha kompakt kalacak. Yun Kai'nin verdiği bilgiye göre tesisin yaklaşık iki basketbol sahası büyüklüğünde olması öngörülüyor.
Bu ölçekte kurulacak sistem, şirketin lazerlerle sıkıştırma yaklaşımının yeterli miktarda enerji üretip üretemediğini ortaya koyacak. Dolayısıyla mevcut prototipte elde edilen deney sonuçları, ticari santrale giden yolda önemli bir aşama olsa da tek başına ekonomik ve sürdürülebilir enerji üretiminin kanıtı sayılmıyor.
Şirketin önündeki temel mühendislik sorunlarından biri, küçük cihazda elde edilen basınç ve sıcaklık koşullarını daha büyük bir sistemde tekrarlamak. Bunun yanında füzyon reaksiyonundan elde edilen enerjinin, sistemi çalıştırmak için harcanan enerjiyi aşması ve santralin sürekli çalışabilecek bir yapıya kavuşması gerekiyor.
Gelir kaynağı trityum olabilir
Cambridge Heavy Industries, ticari enerji santrali geliştirme hedefinden önce ise gelir elde etmek için farklı ama ilişkili bir pazara da girecek. Şirket, küçük ölçekli füzyon cihazlarını kullanarak trityum üretmeyi hedefliyor.
Trityum, hidrojenin radyoaktif bir izotopu ve günümüzde geliştirilen füzyon reaktörlerinin büyük bölümünde kullanılacak yakıt sistemleri açısından önem taşıyor. İzotopun sınırlı miktarda bulunması, gelecekte füzyon enerjisi sektörünün büyümesinin önündeki sorunlardan biri olarak görülüyor.
Trityumun mevcut piyasa fiyatı gram başına yaklaşık 30 bin dolar seviyesinde. Her füzyon santralinin yıllık ihtiyacı yalnızca birkaç gram düzeyinde olsa da dünya genelindeki toplam trityum miktarı son derece sınırlı. Mevcut tahminlere göre bugün dünyada yalnızca yaklaşık 40 kilogram trityum bulunuyor.