Füzyon bilimi ve teknolojisi araştırması, gelecekteki füzyon gücü cihazları için tasarımların ve malzemelerin incelenmesini içerir. Ayrıca, füzyon reaksiyonlarından elektrik üretmek, füzyon reaksiyonu için gerekli yakıt olan trityum geliştirmek, yüksek sıcaklıkta süper iletken mıknatıslar tasarlamak ve füzyon sırasında salınan aşırı sıcak gazları tüketmek için yeni teknolojiler ve entegre sistemler içerir.
Füzyon nükleer bilim ve teknolojisi, nükleer füzyon ortamının araştırılmasında uzmanlaşmıştır. Bu ortam çok yüksek sıcaklıklara, parçacık akışlarına, nötron ışımasına ve diğer zorlu koşullara sahiptir.
Ek olarak, füzyon nükleer bilimi, füzyon enerjisinin güvenliği ile ilgili zorlukları ele alır. Örneğin, füzyon nükleer bilimi, trityum yakıtının nasıl temin edileceğini ve olağanüstü yüksek ısı ve basınç koşullarına rağmen güvenli bir şekilde çalıştırılabilen füzyon santrallerinin nasıl inşa edileceğini araştırıyor.
2010’dan beri 35 ülkeden binlerce bilim insanı ve mühendis, Fransa’nın güneyinde 60 futbol sahası büyüklüğünde bir arazide dünyanın en büyük TOKAMAK’ını inşa etmek için iş birliği yapıyor.
ITER – Fransa’nın güneyinde 60 futbol sahası büyüklüğünde bir alanda inşa ediliyor. ITER yani, Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktörü… Bu 23 bin tonluk devasa makineye dünyanın en büyük “puzzle”ı demişler çünkü tam 1 milyon bileşen ve 10 milyon parçadan oluşuyor.
ITER’da bulunan Tokamak dünyanın en büyük Tokamak’ı olma ünvanını elinde bulunduruyor.
ITER tüm zamanların en karmaşık ve en iddialı mühendislik projelerinden biri. Üstelik inanılmaz bir maliyeti var. Şimdiden tahminler 65 milyar doları gösteriyor.
Merkezi Solenoid, ITER'nin merkezinde bulunan beş katlı, 1.000 tonluk bir mıknatıstır. 22 mil uzunluğundaki süper iletken kablolardan oluşur ve ITER'in plazmasında 15 milyon amper elektrik akımı iletecektir.
ITER'in mıknatısları, birleştirilmiş 100.000 kilometreden (60.000 mil) daha uzun olan süper iletken bir malzeme olan niyobyum kalaydan oluşan kablolar kullanır. Bu, Dünya'nın ekvatorunu iki kez germek için yeterlidir.
ITER Güneşimizle aynı prensipte güç üreten, büyük ölçekli, güvenli ve sıfır karbon emisyonuna sahip bir enerji kaynağı yaratmanın peşinde. Her şey yolunda giderse ana reaktör Aralık 2025’te çalışmaya başlayacak ve ilk testler gerçekleştirilecek.
Amerika Birleşik Devletleri, füzyonu ve aşırı füzyon koşullarına uzun süre maruz kalmaya dayanabilecek özel malzemeleri içeren mıknatısları kullanma yöntemleri de dahil olmak üzere önemli füzyon nükleer teknolojileri geliştiriyor.
Bilim Ofisinde, füzyon nükleer bilim ve teknolojisi, Füzyon Enerji Bilimleri (FES) programı kapsamında finanse edilmektedir, çünkü bu alanlardaki Ar-Ge, bir enerji kaynağı olarak füzyonun gelişimini destekler. Program, ABD Füzyon Battaniyesi ve Trityum Yakıt Döngüsü programı dahil olmak üzere birçok araştırma alanını desteklemektedir. Araştırma, ulusal laboratuvarlar, üniversiteler ve özel sektörden uzmanlık gerektiren battaniyeden yakıt çıkarma yöntemlerine odaklanmaktadır.
FES programı kapsamında araştırmacılar , dünyanın en büyük ve en güçlü süper iletken mıknatıslarından biri olan merkezi solenoid de dahil olmak üzere ITER projesi için temel teknolojiler geliştiriyor. FES kapsamında desteklenen diğer faaliyetler arasında füzyon güvenliği ve sistem çalışmaları yer almaktadır. Füzyon enerji sistemi çalışmaları, gelecekteki bir füzyon santrali gibi uzun vadeli alanlara bakar ve füzyon nükleer bilim ve teknolojisindeki boşlukları belirler. Bu boşlukları belirlemek, programların zaman içinde araştırma çabalarına öncelik vermesine yardımcı olur.
Çernobil ve Fukuşima'daki nükleer felaketler, çok yüksek sıcaklıkların üretildiği nükleer füzyonun tehlikeli olup olmadığı sorusunu akla getiriyor.
Bilim insanları nükleer fizyon ile füzyonun farklı şeyler olduğunu vurguluyor. Fizyon yanma, bölünme, parçalanma; füzyon ise erime, birleşme anlamına geliyor.
Plazmanın birleşebilmesi için Güneş ısısının 10 katına kadar ısıtılması gerekiyor ve bu şekilde iki hidrojen çekirdeği bir helyum çekirdeğine dönüşüyor.
Füzyon işlemi tokamakta gerçekleşiyor. Bu makine dokunduğu herşeyi eritecek kadar ısıtılmış plazmanın uçlara değmesine engel oluyor. Füzyon reaktöründe bir hata oluşması durumunda alet kendi kendini durduruyor bu nedenle aşırı sıcağın dışarı çıkması tehlikesi bulunmuyor.
Bilim insanları, gelecek yüzyılda elektrik enerjisinin çoğunun nükleer füzyondan elde edileceğini öngörüyor. Birçok uzmana göre, gelişen ekonomiler ve artan enerji ihtiyacı, nükleer füzyon gibi tükenmez enerji kaynaklarını 50 yıl içinde elzem hale getirecek.
Kaynak: https://scitechdaily-com.translate.goog/science-made-simple-fusion-nuclear-science-and-technology/amp/