Amaç daha verimli füzyon santralleri geliştirmek
2022 yılında ABD Enerji Bakanlığı'na bağlı Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki National Ignition Facility (NIF), füzyon araştırmalarında tarihi bir başarıya imza atmıştı. 192 yüksek güçlü lazerin kullanıldığı deneyde döteryum-trityum yakıt kapsülüne 2,05 megajul enerji verilirken füzyon reaksiyonu 3,15 megajul enerji üreterek yaklaşık yüzde 50 net enerji kazancı sağladı. Kontrollü bir füzyon deneyinde ilk kez reaksiyondan, doğrudan sisteme aktarılan lazer enerjisinden daha fazla enerji elde edilmesi ticari füzyon santrallerine giden yolda önemli bir dönüm noktası olarak değerlendirilmişti. Ancak füzyon girişimlerinin önündeki asıl hedef, bu teknolojiyi ekonomik olarak uygulanabilir hale getirecek ölçekte elektrik üretmek.
Geleneksel yaklaşım, daha yüksek sıcaklıklara ulaşarak daha fazla ısı üretmek ve bu ısıyla daha büyük buhar türbinlerini çalıştırmak üzerine kurulu. Realta Fusion ise füzyon reaksiyonunda ortaya çıkan enerjiyi doğrudan elektriğe dönüştürmeyi hedefliyor. Şirkete göre bu yöntem çok daha yüksek verim sunma potansiyeline sahip.
Elde edilen elektrikle ampul yakıldı
Wisconsin merkezli şirket, 19 Haziran'da gerçekleştirdiği deneyde gösterim amaçlı WHAM adlı füzyon cihazından doğrudan elde edilen elektrikle birkaç ampulü çalıştırmayı başardı. Realta Fusion CEO'su ve kurucu ortağı Kieran Furlong, deneyin plazmadan doğrudan elektrik çekilebildiğini gösterdiğini ve bunun teknolojinin geleceği açısından önemli bir kanıt olduğunu ifade etti. Bu arada WHAM (Wisconsin HTS Axisymmetric Mirror) adlı deneysel füzyon sistemi klasik tokamak tasarımlarından farklı olarak manyetik ayna (magnetic mirror) mimarisini kullanıyor. Şişe benzeri bir reaktör yapısına sahip bu tasarımda plazma, güçlü mıknatıslarla hapsediliyor.
Şirket, ticari reaktörlerinde bu doğrudan elektrik dönüşümünü plazmayı yeniden ısıtmak için kullanmayı planlıyor. Füzyon reaktörlerinde plazmanın yüksek sıcaklıkta tutulması ciddi miktarda enerji gerektiriyor. Furlong'un verdiği bilgilere göre geliştirilen doğrudan enerji dönüşüm sistemi yaklaşık yüzde 90 verimlilik sunuyor. Buna karşılık günümüzdeki fisyon nükleer santrallerinde kullanılan buhar türbinlerinin verimliliği yaklaşık yüzde 33 seviyesinde bulunuyor.
Ticari santrallere etkisi büyük olabilir
Füzyon santralleri de diğer tüm enerji tesisleri gibi ürettikleri elektriğin bir bölümünü kendi sistemlerini çalıştırmak için tüketiyor. Bu nedenle reaktörün net enerji kazancı elde edebilmesi büyük önem taşıyor. Realta Fusion, doğrudan enerji dönüşümünün bu eşiğin aşılmasını kolaylaştıracağını düşünüyor.
Şirketin ticari reaktörlerinde kullanmayı planladığı döteryum-trityum yakıtlı füzyon reaksiyonlarında açığa çıkan enerjinin yaklaşık yüzde 20'si, alfa parçacıkları olarak bilinen yüklü helyum çekirdeklerinden oluşuyor. Realta, geliştirdiği prototip elektrik dönüştürücüsünü reaktörün çıkışına yerleştirerek bu alfa parçacıklarından enerji topladı. Sistem, 100 volt gerilimde birkaç amper elektrik üretmeyi başardı. Bu da birkaç ampulü yakmaya yetti.
Şirkete göre ticari ölçekte kurulacak santrallerde bu dönüştürücüler, plazmayı yeniden ısıtacak kadar enerji sağlayabilecek Furlong, bu yaklaşımın ticari bir füzyon santralinin toplam elektrik üretimini yüzde 20 ila 30 oranında artırabileceğini ve reaktörün ekonomik açıdan daha rekabetçi hale gelmesine katkı sağlayacağını söyledi.
Rakipler de aynı yöntemi hedefliyor
Realta Fusion, doğrudan elektrik dönüşümünü kamuoyuna açık şekilde gösteren ilk özel şirket olduğunu öne sürse de bu teknolojiye yönelen tek girişim değil. OpenAI CEO'su Sam Altman tarafından desteklenen Helion da reaktör tasarımında doğrudan enerji dönüşümünü temel teknolojilerden biri olarak görüyor. Ancak şirket henüz bu alanda kamuya açık bir gösterim gerçekleştirmiş değil.
