Nükleer füzyonda yeni başarı: ‘Yapay Güneş’ 100 milyon derecelik sıcaklıkta zaman rekoru kırdı

OpenAI CEO’su Sam Altman’ın yapay zekanın ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisine kaynak olarak kullanılabilecek şeyin nükleer füzyon olduğunu söylemiş, biz de bunu haber yapmıştık. Bugünün en gözde teknolojisi yapay zeka ve daha ileri seviyelere taşınacağı düşünülüyor. Ama o günkü haberde de bahsettiğimiz üzere bu teknoloji kaynağını elektrikle çalışan internetten alıyor. Yapay zekayı besleyebilmemiz için veri madenciliği yapmak ve toplanan veri kümelerini belli bir veri merkezinde depolamak şart. Bunlar için de giderek artan bir elektrik ihtiyacı söz konusu.

Elektrik ihtiyacını karşılayabilmek için hangi yollara başvurulacağı ayrı bir önem taşıyor. Zaten fosil yakıt kullanımı nedeniyle iklim değişikliğinde uçurumun kenarında yürüdüğümüz bir dönemden geçiyoruz. Altman’ın umut olarak gördüğü nükleer füzyon temiz enerji sağlama konusunda önemli bir kaynak. Nükleer füzyon iki atomun birleşmesiyle ortaya çıkan bir tepkime. Burada birleşme söz konusu olduğundan nükleer fisyonun aksine geriye atık madde kalmıyor.

Ancak bir sorunumuz var, bu tepkimeyi dünyanın doğal koşulları altında gerçekleştirmek mümkün değil. İki atomun birleşebilmesi için 150 milyon dereceye varan bir ısı gerekli. Ayrıca atomlar birleşirken reaktörün dış duvarlarına temas etmemesi gerekiyor yoksa büyük bir patlama sonucu reaktör zarar görebilir. Bu işlem Güneş’te ve diğer yıldızlarda doğal olarak gerçekleşebiliyor çünkü Güneş’in ısısı da basıncı da bu tepkimeyi yaratabilecek ortam sunuyor. Peki ya kendi Güneş’imizi yaparsak?

Füzyon enerjisine ulaşabilmek için bilim insanları olağanüstü sıcaklıklara çıkabilen tokamak adı verilen bir reaktör kullanıyor. Bu reaktörde hidrojenin bileşenleri çarpıştırılarak plazma oluşturmaları sağlanıyor. Şimdi Güney Kore’deki bilim insanları bir nükleer füzyon deneyi sırasında tokamaktaki sıcaklığı 100 milyon dereceye çıkararak kontrol altında tutabildikleri bir rekora imza attı.

Yeni rekorun sahibi Kore Füzyon Enerjisi Enstitüsü’ndeki (KFE) KSTAR Araştırma Merkezi’nin direktörü Si Wo Yun reaksiyonların uzun sürelerde gerçekleşebildiği yüksek sıcaklık ve yüksek yoğunluklu plazmaların nükleer füzyon reaktörlerinin geleceği için hayati önem taşıdığını söylüyor. Yüksek sıcaklıktaki plazmanın kararsız doğası nedeniyle yüksek sıcaklıkları sürdürebilmek kolay bir işlem olmuyor.

100 derecelik sıcaklığı 48 saniye boyunca sürdürebildiler

Ama KFE’nin “Yapay Güneş” olarak adlandırdığı füzyon araştırma cihazı KSTAR, Aralık 2023 ile Şubat 2024 arasında yapılan testler sırasında 48 saniye boyunca 100 milyon derece sıcaklıkta kalmayı başararak 2021’de kırılan 30 saniyelik önceki rekoru geride bıraktı.

KFE’deki bilim insanları süreci uzatmalarında reaksiyon sırasında üretilen ısı ve yabancı maddeleri ayıklayan yönlendiricilerde karbon yerine tungsten kullandıklarını söylüyor. Tabii bu tek ayrıntı değildi. Plazmayı yerinde tutması gereken manyetik bobinlerdeki küçük kusurların neden olduğu zayıflıkları çözmenin de bir yolunu bulmuşlar. 

Enstitünün nihai hedefi 2026 yılına kadar 100 milyon derecelik sıcaklığı 300 saniye boyunca sürdürebilmeyi planlıyorlar. Bunun füzyon işlemini çok daha büyütebilmek için “kritik bir nokta” olduğunu söylüyorlar.

Güney Kore’deki çalışmalar, füzyonun fizibilitesini kanıtlamanın amaçlandığı, dünyanın en büyük tokamağı olan ve ITER olarak da bilinen Fransa’daki Uluslararası Termonükleer Deney Reaktörü’nün geliştirilmesine de katkı sağlayacak.

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvar’ın ABD’deki Ulusal Ateşleme Tesisi’ndeki bilim insanları 2022 yılında nükleer füzyon deneyi sırasında kullanılandan fazla enerji üreten nükleer füzyon reaksiyonunu başarıyla tamamlayarak tarihe geçti. Bu şubatta ise İngiltere’nin Oxford kenti yakınlarındaki bilim insanları bir füzyon reaksiyonunda daha önce hiç elde edilmediği kadar fazla enerji üreterek rekora imza attı. Beş saniyede 69 megajul füzyon enerjisi üretildi ki bu aşağı yukarı 12 bin eve aynı sürede yetecek kadar güç sağlayabilir.

Ancak bu başarılara rağmen bilim insanları nükleer füzyonu ticarileştirme konusunda önümüzde uzun bir yolun olduğunu söylüyor.

Yapay zekanın enerji ihtiyacına Sam Altman’ın önerisi: Nükleer füzyon