İnsanlar, yüzyıllar boyu burada yani dünyadaki hayata enerji sağlamak için güneşin gücünü kullanmak istediler. Ama bugün güneş enerjisi toplamaktan öteye gitmek ve kendi mini güneşimizden enerjimizi elde etmek istiyoruz. Son derece karmaşık bir dizi bilimsel ve mühendislik problemini çözersek, füzyon enerjisi yeşil, güvenilir ve sınırsız bir enerji kaynağı vadediyor. Her gün, sudan elde edilecek bir kilogram döteryum ile binlerce evin elektrik ihtiyacı karşılanabilir.

1950’lerden bu yana, bilimsel ve mühendislik araştırmaları, hidrojen atomlarının tutulduğu bir reaksiyonda bir arada kaynaştırılmasına yönelik muazzam ilerleme sağladığı gibi küçük ama gösterişli bir miktarda füzyon enerjisi üretti.

Bu konuda şüpheleri olanlar da, bu yöntemi savunanlar da  kalan en önemli iki zorluğun farkındalar: Mevcut tepkimeyi uzun süre  sürdürmek ve elektrik için füzyon gücünü kullanmak için maddi bir altyapı gerekmektedir. Princeton Plazma Fizik Laboratuvarındaki füzyon araştırmacılarının belirttiğine göre, gerçekçi olarak biliyoruz ki ilk ticari füzyon santralı hala en az 25 yıl uzağımızda.

Fakat bu, yüzyılın ikinci yarısına gelmeden büyük boyutlu kazanımlar elde etmek istiyorsak çalışmaya devam etmemiz gerektiği anlamına geliyor. Füzyonun fizibilitesine ilişkin önemli gösterimler daha önce yapılabilir ve yapılıyor da. Böylece füzyon enerjisi, enerji geleceğimiz için planlamaya dahil edilebilir.

Güneş, doğalgaz ve nükleer fisyon gibi elektrik üretiminin diğer biçimlerinin aksine füzyon, minyatür olarak geliştirilemez. Deneysel adımları inşa etmek büyük zaman almaktadır. Ancak, bol miktarda temiz enerji sorunu, önümüzdeki yüzyıl ve sonrasında insanlık için büyük bir çağrı olacaktır. Bu konuda da en umut verici enerji kaynaklarını tam olarak kullanmamak saçma olur.

Suyun iki izotopuna ısı verilerek füzyon enerjisi elde edilir.

 

Füzyonda, hidrojen atomunun iki çekirdeği (döteryum ve trityum izotopları) bir arada kaynaşır. Bunun yapılabilmesi nispeten zordur çünkü her iki çekirdek de pozitif yüklüdür ve bu nedenle birbirlerini iterler. Eğer çarpıştıklarında çok hızlı hareket ederlerse kaynaşabilirler ve sonra depolanan enerjiyi serbest bırakırlar.

Bu zaten güneşte hep oluyor. Biz ise dünyada döteryum, trityum ve elektronlar içeren son derece sıcak gazla elektrik yüklü güçlü mıknatıslar kullanıyoruz. Bu sıcak ve şarj edilmiş gaz plazma adını alır.

Bu plazma 100 milyon santigrat dereceden fazla ve bu, pozitif yüklü çekirdeklerin birbirlerine uyguladıkları elektriksel itme kuvvetini aşacak kadar hızlı hareket etmelerini sağlıyor.

Çekirdekler kaynaştığında, iki enerjik parçacık – bir alfa parçacığı (helyum atomunun çekirdeği) ve bir nötron oluştururlar. Plazmanın böyle yüksek bir sıcaklığa ısıtılması büyük miktarda enerji gerektirir. Ama bir kere başlayınca, füzyon, kendi sıcaklığını korumak için yeterli enerjiyi üretme potansiyeline sahiptir; bu da, kullanılabilir elektrik haline dönüştürmek için fazla ısıyı çekmemize izin verir.

Füzyon enerjisi temizdir ve sera gazı yaymaz. Sadece helyum ve nötron üretir.

Güvenlidir. Nükleer fisyon “erimesi” gibi, kaçak bir reaksiyon olasılığı yoktur. Aksine, herhangi bir arıza varsa, plazma soğur ve füzyon reaksiyonları durur.

Günümüzde Durum

Füzyonun günümüze kadar olan ilerlemesi iki şekilde ölçülebilir. Birincisi, yüksek sıcaklıklı plazmaların temel işleyişinde muazzam ilerleme kaydedilmiştir. Bilim adamları, plazmanın özelliklerini ölçmek, meydana gelen türbülansı ısıtmak, stabilize etmek, kontrol etmek için belirli bir manyetik alanda sınırlamak zorunda kaldılar ve böylelikle “plazma fiziği” adı altında yeni bir alan geliştirdiler.

İlgili teknoloji de çok ilerledi. Sınırlara mıknatıslar, elektromanyetik dalga kaynakları, parçacık ışınları ve sıcak plazma yerleştirdik. Ayrıca mevcut deneylerde, plazmanın yüksek ısısına dayanabilecek malzemeler geliştirdik.

Füzyon gücü üretimi 1970’lerde mikrosaniyelerde miliwatt’lardan  10 Megawatt’lara tırmandı (Princeton Plasma Physics Laboratory). Ayrıca ikinci bir önemli yer olan “Joint European Torus in England” da 1990’larda bir saniyede 16 Megawatt’a kadar enerji üretilebildi.

Şimdi uluslararası bilim camiası, Fransa’da büyük bir füzyon araştırma tesisi kurmak için birlik içinde çalışıyor. ITER (Latincede : “yol”) olarak adlandırılan bu tesis, bir seferde yaklaşık sekiz dakika boyunca 500 Megawatt termal kaynaştırma gücü üretecek. Bu güç elektriğe dönüştürülürse yaklaşık 150.000 konuta güç verebilir. Bir deney olarak, sürekli çalışacak füzyon santralleri için hazırlık aşamasında önemli bilim ve mühendislik konularını test etmemize izin vermeli ve bu konuda daha fazla çalışılmasını sağlamalıyız.