Maksatta füzyon var: Dünyanın en büyük özel lazeri devreye girdi

Füzyon enerjisini ticari ölçekte gerçeğe dönüştürme yarışı hız kesmeden sürerken ABD merkezli girişim Xcimer Energy önemli bir kilometre taşına ulaştı. Şirket, kendi tesisinde geliştirdiği ve dünyanın en büyük özel mülkiyete ait lazer sistemi olarak tanımlanan Phoenix prototipini çalıştırmaya başladı.

Phoenix sistemi nasıl çalışıyor?

Haberi okuduğunuz için teşekkürler, bizi takip etmeyi unutmayın!

Xcimer’in yaklaşık 74 bin metrekarelik lazer tesisinde bulunan Phoenix, yarı iletken üretiminde kullanılan teknolojilerle akraba olan bir kripton florür excimer lazeri temel alıyor. Ancak sistem, endüstriyel uygulamalarda kullanılan benzer teknolojilerden çok daha büyük ölçekte tasarlanmış durumda.

Aktarılanlara göre lazerin ışık kaynağı 1 kilojulün üzerinde darbe enerjisi üretebiliyor. Sistemin merkezinde ise uyarılmış Brillouin saçılımı (Stimulated Brillouin Scattering – SBS) darbe sıkıştırma işlemi için kullanılan 38 metre uzunluğunda bir gaz optiği yer alıyor.

Şirketin geliştirdiği yöntem, nispeten uzun süren ve mikrosaniye ölçeğinde üretilen lazer darbelerini füzyon için gerekli olan nanosaniye ölçeğine sıkıştırmaya dayanıyor. Böylece çok küçük bir yakıt hedefinin üzerine son derece kısa sürede devasa miktarda enerji aktarılması amaçlanıyor. Bu süreçte atom çekirdeklerinin birleşmesiyle füzyon reaksiyonu gerçekleşiyor ve enerji açığa çıkıyor.

İlham kaynağı NIF

Xcimer’in füzyon yaklaşımı ABD National Ignition Facility’de (Ulusal Ateşleme Tesisi, NIF) yürütülen çalışmaları temel alıyor. NIF, 2022 yılında kontrollü bir füzyon deneyinde ilk kez bilimsel enerji eşitliğini sağlamayı başarmıştı.

Tesiste kullanılan sistem 192 ayrı lazer ışınını küçük bir yakıt kapsülüne yönlendirerek füzyon reaksiyonunu tetikliyor. NIF, 2025 yılında gerçekleştirilen deneylerde hedefe ulaştırılan yaklaşık 2 megajullük lazer enerjisinden 8,6 megajul füzyon enerjisi elde ederek dikkat çekici bir sonuca imza attı.

Ancak NIF’in temel amacı hiçbir zaman elektrik üretmek olmadı. Bu nedenle tesisin kullandığı dev katı hal lazer sistemi oldukça karmaşık, maliyetli ve sürekli enerji üretimi yapacak bir elektrik santralinin ihtiyaçlarına uygun değil.

Xcimer daha basit ve daha ucuz bir çözüm hedefliyor

Şirket excimer lazer mimarisinin füzyon enerjisini ticari hale getirmek için daha uygun olabileceğini savunuyor. NIF’in 192 lazer hattına karşılık Xcimer’in tasarımında yalnızca iki ışın hattı kullanılması planlanıyor. Bu yaklaşımın hem maliyetleri düşürebileceği hem de sistemlerin seri üretimini kolaylaştırabileceği belirtiliyor.

Her ne kadar Phoenix dünyanın en büyük özel lazeri olarak öne çıksa da, sistemin 1 kilojullük çıkışı ticari bir füzyon santralinin ihtiyaç duyacağı enerji seviyelerinin oldukça altında bulunuyor.

Bu nedenle şirket önümüzdeki yıllar için daha büyük projeler planlıyor. Yol haritasına göre 2028 yılında Anvil adlı ve 200 kilojullük sistem devreye alınacak. Bunun ardından 2030’lu yılların başında geliştirilmesi hedeflenen Vulcan sistemi gelecek. 4 ila 12 megajul arasında enerji üretebilecek bu lazer platformunun şebekeden çektiği enerji ile ürettiği enerji arasında denge kurabilecek seviyeye ulaşması amaçlanıyor. Şirketin nihai hedefi ise 2030’lu yılların ortalarında Athena adı verilen ilk ticari füzyon enerji santralini hayata geçirmek.