Çin’de Ticari Reaktörde Hidrojen-Bor Füzyonu Başarıyla Gerçekleştirildi

Çin merkezli enerji şirketi ENN Group, kendi geliştirdiği EXL-50U tokamak cihazında hidrojen-bor füzyon reaksiyonlarını saniyede 100 milyonun üzerinde bir hızla gerçekleştirdiğini açıkladı. Deney, ticari bir füzyon şirketinin kendi cihazında hidrojen-bor füzyonunu gerçekleştirdiği ilk çalışma olarak duyuruldu.

Haberi okuduğunuz için teşekkürler, bizi takip etmeyi unutmayın!

Hidrojen-Bor Füzyonunun Önemi

Günümüzdeki füzyon araştırmalarının büyük kısmı, Fransa’daki ITER projesinde yürütülen döteryum-trityum (D‑T) yakıt çevrimine odaklanıyor. D‑T reaksiyonunda döteryum ve trityum çekirdekleri birleşerek helyum‑4, yüksek enerjili bir nötron ve 17,6 megaelektronvolt (MeV) enerji açığa çıkarıyor.

D‑T yakıt çevriminin başlıca zorluklarından biri trityumun radyoaktif, doğada nadir ve maliyetli olmasıdır. Ayrıca reaksiyon sırasında ortaya çıkan yüksek enerjili nötronlar reaktör malzemelerine zarar verebilir ve çevredeki bileşenleri radyoaktif hâle getirebilir.

Hidrojen‑bor füzyonunda ise bir hidrojen protonu ile bor‑11 çekirdeği birleşir. Bu süreçte enerji açığa çıkarken temel ürün alfa parçacıkları, yani helyum çekirdekleri olur. Yüksek enerjili nötronlar yerine elektrik yükü taşıyan parçacıkların üretilmesi, farklı bir avantaj sunar. Hidrojen ve borun bol bulunması da yönteme olan ilgiyi artırmaktadır.

Daha Yüksek Sıcaklık Yerine Parçacık Enerjisi Artırıldı

Deneyde yüksek enerjili nötr demet enjeksiyonu ile radyo frekans dalgaları birlikte kullanıldı. Bu kombinasyon, plazmadaki parçacıkları hidrojen‑bor füzyonunun gerçekleşme olasılığının yüksek olduğu enerji bölgesine taşıdı. Araştırmacılar bu bölgeyi “ilk rezonans tepe noktası” olarak adlandırdı ve burada çok sayıda yüksek enerjili proton üretildi.

Ancak hidrojen-bor füzyonunun önemli bir dezavantajı bulunuyor. Bu süreçte D-T füzyonuna kıyasla çok daha yüksek sıcaklık ve daha sıkı plazma hapsi koşulları gerekiyor. ENN ekibi bu nedenle plazmanın tamamını aşırı sıcaklıklara çıkarmak yerine parçacıkların enerjisini hedeflenen aralıkta artırmaya odaklandı.

Bu hızlı protonlar, plazmadaki bor çekirdekleriyle çarpışarak füzyon reaksiyonlarını tetikledi. Böylece reaksiyon hızı saniyede 100 milyonun üzerine çıkarıldı.

ENN, deney sonuçlarının uluslararası araştırma kuruluşları ve üniversitelerden 10’dan fazla uzman tarafından incelendiğini duyurdu. Deneylerin tekrarlanması sırasında ölçülen alfa parçacıkları, hidrojen‑bor füzyonunun gerçekleştiğine dair somut kanıt sağladı.

Projeyi yöneten ENN mühendisi Yang Yuanming, hidrojen‑bor füzyonunun ABD merkezli TAE Technologies ve Almanya merkezli Marvel Fusion gibi özel füzyon şirketlerinin de ilgisini çektiğini belirtti. Yang, hidrojen ve borun erişilebilir yakıtlar olmasının, yöntemin gelecekteki enerji sistemleri için dikkat çekici bir seçenek oluşturduğunu ifade etti.

Elektrik Doğrudan Üretiliyor

Yöntemin bir diğer potansiyel avantajı, reaksiyondan çıkan enerjinin elektrik üretiminde doğrudan kullanılabilmesidir. Yüklü alfa parçacıkları elektrik enerjisine dönüştürülebilirse, geleneksel santrallerdeki gibi önce ısı üretip suyu buhara dönüştürmeye ve ardından türbin çevirmeye gerek kalmayabilir.

Ancak saniyede 100 milyon reaksiyona ulaşılması, hidrojen‑bor füzyonunun ticari enerji üretimine hazır olduğu anlamına gelmiyor. Yakıt çevriminin gerektirdiği aşırı plazma koşullarını sürdürülebilir şekilde oluşturmak ve kontrol etmek hâlâ önemli bir teknik zorluktur.

ENN ekibi, deneylerde plazmayı daha yüksek sıcaklık ve enerji seviyelerine taşımaya çalışıyor. Yang Yuanming, ekibin mümkün olan en kısa sürede plazmayı 100 milyon santigrat dereceye çıkarmayı hedeflediğini söyledi.

Şirket, bir yandan da yeni nesil füzyon cihazlarının geliştirilmesini sürdürüyor. South China Morning Post’un aktardığına göre ENN, eylül ayının başlarında üçüncü nesil füzyon cihazı Helong‑2 için temel atma töreni gerçekleştirdi.