“Nükleer füzyon” adını, konu ile ilgilenenler, belki biraz da korku ile 1960'lardan beri duydular. Japonya'nın Hiroşima ve Nagasaki kentlerine atılarak “atom çağı”nı başlatan atom bombalarının uyandırdığı dehşet geçmeden savaştan birkaç yıl sonra ABD 1952'de Büyük Okyanus'ta Marshall takımadalarına dahil Enewetak atolünde dünyanın ilk Hidrojen bombasını ateşledi. Atom bombalarının gücünü binlerce kez aşan müthiş ve dev bir enerji küçük atol üzerinde serbest kaldı. Birkaç yıl içinde Rusya da kendi H bombasını yaptı ve Soğuk Savaş'ın “nükleer dehşet dengesi” oluştu. Bu yeni bomba “nükleer füzyon” denen bir başka fiziksel fenomene dayanıyordu.

Atom enerjisini yıkıcı ve korku verici haliyle öğrenen dünya kamuoyu, daha sonra barışçı nükleer güçle tanıştı. Birçok ülkede kurulan nükleer reaktörler enerji üretimine koşularak ülke ekonomilerine ve refahına katkı yaptılar. Başlangıçta çok destek gören ve hızla yayılan nükleer enerji, aradan geçen yıllar içinde Çernobil, Fukushima ve diğer kimi reaktör kazaları ve nükleer atıklar sorunu nedeniyle gözden düştü. Şimdilerde nükleer enerji yeni bir canlanma yaşasa da, klasik nükleer enerjinin taşıdığı olumsuzlukları taşımayan güçlü bir enerji kaynağı hep arandı.

19. yüzyılda astronomideki gelişmeler ile gece gökyüzünü süsleyen yıldızların aslında bizden çok uzaktaki kendi Güneşimiz gibi güneşler olduğu anlaşılınca tüm bu güneşlerdeki ısı ve ışığın hangi enerji tarafından milyonlarca yıl süreyle üretilebildiği merak edildi, ama bu sır aydınlatılmak için 20.yy.ı beklemek zorunda kaldı. 20 yüzyıl Atom fiziğindeki gelişmeler bu konuları aydınlattı. Evrendeki tüm güneşler “füzyon enerjisi” adında bir güç ile parlamaktaydılar. Sözün burasında kısaca klasik ve füzyona dayalı atom enerjisinden bahsedelim.

“Parçalanma” manasına gelen “fisyon” halihazırdaki tüm ticari nükleer reaktörlerin enerji üretim sistemidir. Ağır atom çekirdekleri (genelde Uranyum-235) reaktör içinde parçalanarak çekirdekte gizli atom enerjisinin bir kısmını serbest bırakır. Bu haliyle U-235 bilinen diğer yakıtlardan binlerce kez daha güçlü (enerji yoğun) bir yakıttır. Ne var ki, parçalanabilir U-235 atomları doğal Uranyum içinde % 0.7 oranında bulunur, dahası Uranyum bir madendir, cevheri her ülkede yoktur. Şimdilik nispeten bol olsa da petrol gibi uluslararası çekişmelere sebep olabilir ve yarın paylaşım savaşlarına yol açabilir.

Uranyum parçalandığında başka radyoaktif maddeler oluşur, bu “nükleer atıkların” uzun süre (yüzyıllar, binyıllar) doğadan tecrit edilmesi ve özenle saklanması gerekir. Gerek bu depolardan gerek reaktörlerden kaza sonucu sızıntılar “nükleer bulaşma” riski taşır. Bu nedenle ve son yıllarda oluşan reaktör kazaları nedeniyle bu enerji kamuoyunda olumsuz tepkiler görmüştür.

Nükleer füzyon ise tam tersine bir süreçtir. En hafif element olan Hidrojen atomu çekirdeklerinin birleşerek Helyum gibi daha ağır çekirdekler doğurması esnasında serbest kalan enerji füzyonun esasını teşkil eder. Tabi bunun için çok yüksek sıcaklıklar (20-100 milyon ° C) ve astronomik rakamlarda basınçlar gereklidir. Böyle ısı ve basınçlar ise yıldızların ve güneşimizin kalbinde bulunur. Öte yandan güneşimizde ve bilinen bütün evrende Hidrojen en bol elementtir. Yani daha milyarlarca yıl güneşimize ve evrendeki diğer yıldızlara güç vermeye devam edecektir.

Ancak bu “ateşi” gökyüzünden yeryüzüne indirmek ilk elde farkedildiği gibi ciddi güçlükler içerir. 100 milyon derece sıcaklığı içinde tutabilecek bir kap yoktur; en sert maddeden yapılmış bir kap dahi derhal buharlaşacak ve korumasız kalan füzyon ateşi sönecektir. Basınç konusu ise daha kritiktir. Bir yıldızın kalbindeki yüksek basınçlara yeryüzünde ulaşmak imkansızdır. Ama buna rağmen 1950'lerden beri sürdürülen araştırmalar şaşırtıcı gelişmeler sağladılar. Bir yıldızın kalbindeki astronomik basınçlar nedeniyle 15 milyon derecede tutuşabilen füzyon ateşi, bu basınçlar yeryüzünde sağlanamayacağı için 100 milyon derece gibi daha yüksek sıcaklıklarda tutuşturulmak zorunda idi; yani basınçtan taviz verdikçe sıcaklıkta yukarı çıkmak zorundaydınız; bu derece yüksek sıcaklık ise yukarıda saydığımız imkansıza yakın güçlükler içeriyordu. Yine de bu konuda çok şeyler yapıldı. Şimdi biraz da füzyonda çok geçen bir tabir olan “plasma”dan bahsedelim.

Maddenin 3 hali olan katı, sıvı ve gaz halini hepimiz ilkokul hayat bilgisi derslerinden beri biliyoruz. Buna en tipik örnek sudur. Su 0 ° altında katı (buz), bu derece üstünde sıvıdır, 100 ° 'de ise kaynamaya başlar ve buhar (gaz) halini alır. Oda sıcaklığında katı sıvı ya da gaz olarak gördüğümüz tüm maddeler böyledir. Kendilerine göre kimi yüksek, kimi düşük sıcaklıklarda bir halden diğerine geçerek katıya, sıvıya, gaza dönüşürler. Ama gaza dönmüş bir maddeyi çok yüksek sıcaklıklara ısıtmaya devam ederseniz önce bileşikler kendini oluşturan elementlere (atomlara) ayrışır, sonunda (yakl. 10.000 - 100.000 ° ‘de) atomlar çekirdek ve elektronlara ayrışarak madde klasik yapısını kaybeder, atom çekirdekleri ve serbest elektronlardan oluşan bir çeşit "çorbaya" dönüşür. Maddenin bu haline "plasma" denir.

Plasma içinde serbest hareket eden elektronlar nedeniyle çok iyi bir elektrik iletkendir; bilindiği gibi elektrik akımı aslen negatif (-) kutuptan pozitif ( ) kutba bir iletken ortam içinde hareket eden elektronların akışıdır. Ve plasma iyi bir iletken olduğundan elektromagnetik kuvvetlerden kolayca etkilenir ve onlar tarafından "güdülebilir".

Uzun sözün kısası, milyonlarca dereceye dek ısıtılmış plasma, "simit" şeklinde bir reaktör içinde elektromagnetik kuvvetlerce hapsedilerek tutulur. Bu bildiğimiz Uranyum reaktöründen çok farklı bir makinedir. "Simit" kelimesinin bilimsel jargondaki eş anlamlısı "torus"tur. Bu reaktörlerle ilgili ilk deneyleri yapan Rusların dilinden gelen bir kısaltma ile bu simit şekilli reaktörlere "Tokamak" denir.

Tokamak, Rusça: TOroidal'naya KAmera MAgnitnymi Katushkami:
Toroid (simit şekilli) kamera (oda), magnetik bobinli ya da Magnetik bobinli simit şekilli oda.

Aradan geçen sürede başka usul ve biçimde reaktörler de deneysel olarak inşa edilse de temel prensip aynı kaldı: Plasma kitlesinin magnetik alanlarda hapsedilmesi ve ısıtılması.

1950'lerden beri önce Rusya (o zamanki Sovyetler Birliği) ve diğer büyük ülkelerce sürdürülen füzyon deneylerinde aslında nükleer füzyon ateşi tutuşturulabiliyordu; ne var ki füzyondan elde ettiğiniz enerji plasmayı ısıtmak ve sıkıştırmak için harcanan enerjiden daha azdı; yani kârı masraflarını karşılamayan bir dükkan işletiyor gibiydiniz. Ama bu dükkanın önünde sonunda kâra geçeceği varsayılıyor ve bunun için 30 yıllık bir süre öngörülüyordu. Kısa süre öncesine dek bu öngörü değişmedi: 70 yıldır nükleer füzyon "30 sene uzakta idi" ve galiba hep öyle........

© Fikir Coğrafyası