Zaman?m?z?n en iddial? bilimsel yap?s?. G?ne?i bir ??re?e saraca??z. F?zyon reakt?r?: ITER

G?ne?i bir kutuya koyaca??z diyoruz. Fikir g?zel. Sorun ?u ki, kutuyu nas?l yapaca??m?z? bilmiyoruz.

Pierre-Gilles de Gennes
Frans?z Nobel ?d?ll?

T?m elektronik cihaz ve makinelerin enerjiye ihtiyac? vard?r ve insanl?k bunun b?y?k bir k?sm?n? t?ketmektedir. Ancak fosil yak?tlar t?keniyor ve alternatif enerji hen?z yeterince etkili de?il.
T?m gereksinimlere ideal olarak uyan bir enerji elde etme y?ntemi vard?r - Termon?kleer f?zyon. Termon?kleer f?zyon reaksiyonu (hidrojenin helyuma d?n???m? ve enerjinin a???a ??kmas?) g?ne?te s?rekli olarak meydana gelir ve bu s?re? gezegene g?ne? ???nlar? ?eklinde enerji verir. Sadece bunu D?nya'da daha k???k ?l?ekte taklit etmeniz gerekiyor. Y?ksek bas?n? ve ?ok y?ksek s?cakl???n (G?ne?'tekinden 10 kat daha y?ksek) sa?lanmas? yeterlidir ve f?zyon reaksiyonu ba?lat?lacakt?r. Bu t?r ko?ullar yaratmak i?in bir termon?kleer reakt?r in?a etmeniz gerekir. D?nyadaki daha bol kaynaklar? kullanacak, konvansiyonel n?kleer santrallerden daha g?venli ve daha g??l? olacak. 40 y?ldan fazla bir s?redir onu in?a etmek i?in giri?imlerde bulunuldu ve deneyler yap?ld?. Hatta son y?llarda prototiplerden biri harcand???ndan daha fazla enerji elde etmeyi bile ba?ard?. Bu alandaki en iddial? projeler a?a??da sunulmaktad?r:

H?k?met projeleri

Son zamanlarda halk?n en b?y?k ilgisi ba?ka bir termon?kleer reakt?r tasar?m?na verildi - Wendelstein 7-X y?ld?zla?t?r?c? (stellarat?r?n i? yap?s? bir tokamak olan ITER'den daha karma??kt?r). 1 milyar dolar?n biraz ?zerinde harcama yapan Alman bilim insanlar?, 2015 y?l?na kadar 9 y?l i?inde reakt?r?n k???lt?lm?? bir g?steri modelini in?a ettiler. ?yi sonu?lar verirse daha b?y?k bir versiyon olu?turulacak.

Fransa'n?n MegaJoule Lazeri d?nyan?n en g??l? lazeri olacak ve bir f?zyon reakt?r? in?a etmek i?in lazer tabanl? bir y?ntem geli?tirmeye ?al??acak. Frans?z kurulumunun 2018 y?l?nda devreye al?nmas? bekleniyor.

NIF (Ulusal Ate?leme Tesisi) ABD'de 12 y?l i?inde ve 2012 y?l?na kadar 4 milyar dolar kar??l???nda in?a edildi. Teknolojiyi test etmeyi ve ard?ndan hemen bir reakt?r in?a etmeyi umuyorlard?, ancak Wikipedia'n?n bildirdi?i gibi, n?kleer reakt?r?n n?kleer santralden ??kmas? durumunda ciddi bir ?al??ma yap?lmas? gerekti?i ortaya ??kt?. sistem her zaman ate?lemeye ula?acakt?r. Sonu? olarak, g?rkemli planlar iptal edildi ve bilim adamlar? lazeri yava? yava? geli?tirmeye ba?lad?. Son zorluk, enerji aktar?m verimlili?ini %7'den %15'e ??karmakt?r. Aksi takdirde, senteze ula?maya y?nelik bu y?ntem i?in kongre finansman? kesilebilir.

2015 y?l?n?n sonunda Sarov'da d?nyan?n en g??l? lazer tesisinin in?as?na ba?land?. Mevcut Amerikan ve gelecekteki Frans?zlardan daha g??l? olacak ve reakt?r?n “lazer” versiyonunun in?as? i?in gerekli deneylerin yap?lmas?n? m?mk?n k?lacak. ?n?aat?n 2020'de tamamlanmas?.

ABD'de bulunan MagLIF f?zyon lazeri, termon?kleer f?zyon elde etme y?ntemleri aras?nda karanl?k bir at olarak kabul edilmektedir. Son zamanlarda bu y?ntem beklenenden daha iyi sonu?lar verdi ancak g?c?n yine de 1000 kat artt?r?lmas? gerekiyor. Lazer ?u anda bir y?kseltme s?recinden ge?iyor ve bilim insanlar? 2018 y?l?na kadar harcad?klar? kadar enerji almay? umuyorlar. Ba?ar?l? olursa daha b?y?k bir versiyon olu?turulacak.

Rusya N?kleer Fizik Enstit?s?, ABD'nin 90'l? y?llarda terk etti?i "a??k tuzak" y?ntemini ?srarla denedi. Sonu? olarak bu y?ntem i?in imkans?z kabul edilen g?stergeler elde edildi. BINP bilim insanlar?, kurulumlar?n?n art?k Alman Wendelstein 7-X (Q=0,1) seviyesinde ancak daha ucuz oldu?una inan?yor. ?imdi 3 milyar rubleye yeni bir tesis in?a ediyorlar

Kurchatov Enstit?s? ba?kan? s?rekli olarak Rusya'da k???k bir termon?kleer reakt?r - Ate?leyici in?a etme planlar?n? hat?rlat?yor. Plana g?re daha k???k de olsa ITER kadar etkili olmas? gerekiyor. ?n?aat?n?n 3 y?l ?nce ba?lamas? gerekiyordu ancak bu durum b?y?k bilimsel projeler i?in tipiktir.

2016 y?l?n?n ba??nda ?in tokamak EAST, 50 milyon derecelik s?cakl??a ula??p 102 saniye boyunca bu s?cakl??? korumay? ba?ard?. Devasa reakt?rlerin ve lazerlerin in?as? ba?lamadan ?nce termon?kleer f?zyonla ilgili b?t?n haberler b?yleydi. Bunun, giderek artan s?cakl??? kimin daha uzun s?re tutabilece?ini g?rmek i?in bilim adamlar? aras?nda bir rekabet oldu?u d???n?lebilir. Plazma s?cakl??? ne kadar y?ksek olursa ve ne kadar uzun s?re muhafaza edilebilirse, f?zyon reaksiyonunun ba?lang?c?na o kadar yakla?m?? oluruz. D?nyada bu t?r onlarca kurulum var, birka? tane daha ()() in?a ediliyor, yani DO?U rekoru yak?nda k?r?lacak. Asl?nda bu k???k reakt?rler, ITER'e g?nderilmeden ?nce sadece ekipman? test ediyor.

Lockheed Martin, 2015 y?l?nda 10 y?l i?inde k???k ve mobil bir f?zyon reakt?r? in?a etmelerine olanak sa?layacak bir f?zyon enerjisi at?l?m?n? duyurdu. ?ok b?y?k ve hi? mobil olmayan ticari reakt?rlerin bile 2040 y?l?na kadar beklenmedi?i g?z ?n?ne al?nd???nda, ?irketin duyurusu ??pheyle kar??land?. Ancak ?irketin ?ok fazla kayna?? var, kim bilir. 2020'de bir prototip bekleniyor.

Pop?ler Silikon Vadisi giri?imi Helion Energy'nin termon?kleer f?zyon elde etmek i?in kendine ?zg? bir plan? var. ?irket 10 milyon dolardan fazla para toplad? ve 2019 y?l?na kadar bir prototip olu?turmay? planl?yor.

D???k profilli giri?im Tri Alpha Energy, yak?n zamanda f?zyon y?ntemini te?vik etme konusunda etkileyici sonu?lar elde etti (teorisyenler f?zyona ula?mak i?in 100'den fazla teorik yol geli?tirdiler; tokamak en basit ve en pop?ler olan?d?r). ?irket ayr?ca yat?r?mc? fonlar?ndan 100 milyon dolardan fazla para toplad?.

Kanadal? startup General Fusion'?n reakt?r projesi di?erlerinden daha da farkl?, ancak geli?tiriciler buna g?veniyor ve 2020 y?l?na kadar reakt?r? in?a etmek i?in 10 y?lda 100 milyon dolardan fazla para toplad?.

Birle?ik Krall?k'taki startup First Light, 2014 y?l?nda olu?turulan en eri?ilebilir web sitesine sahip ve n?kleer f?zyonu daha d???k maliyetle ger?ekle?tirmek i?in en son bilimsel verileri kullanma planlar?n? duyurdu.

MIT'den bilim adamlar?, kompakt bir f?zyon reakt?r?n? anlatan bir makale yazd?lar. Dev tokamaklar?n in?as?na ba?land?ktan sonra ortaya ??kan yeni teknolojilere g?veniyorlar ve projeyi 10 y?lda tamamlama s?z? veriyorlar. ?n?aat?n ba?lamas?na ye?il ???k yak?l?p yak?lmayaca?? ise hen?z bilinmiyor. Onaylansa bile bir dergide yer alan bir makale, startup'tan ?ok daha erken bir a?amad?r

N?kleer f?zyon belki de kitle fonlamas? i?in en az uygun end?stridir. Ancak Lawrenceville Plazma Fizi?i ?irketi onun yard?m?yla ve ayn? zamanda NASA'n?n finansman?yla reakt?r?n?n bir prototipini in?a edecek. Devam eden t?m projeler aras?nda en ?ok doland?r?c?l??a benzeyen bu, ama kim bilir, belki de bu g?rkemli ?al??maya faydal? bir ?eyler getirebilirler.

ITER, ilk ticari f?zyon reakt?r? olan tam te?ekk?ll? bir DEMO kurulumunun in?as? i?in yaln?zca bir prototip olacak. Lansman?n?n ?u anda 2044 y?l?nda yap?lmas? planlan?yor ve bu hala iyimser bir tahmin.

Ancak bir sonraki a?ama i?in planlar var. Hibrit bir termon?kleer reakt?r, hem atomik bozunmadan (geleneksel bir n?kleer enerji santrali gibi) hem de f?zyondan enerji alacakt?r. Bu konfig?rasyonda enerji 10 kat daha fazla olabilir ancak g?venlik daha d???kt?r. ?in, 2030 y?l?na kadar bir prototip ?retmeyi umuyor ancak uzmanlar bunun, i?ten yanmal? motorun icad?ndan ?nce hibrit otomobiller ?retmeye ?al??mak gibi olaca??n? s?yl?yor.

Sonu? olarak

D?nyaya yeni bir enerji kayna?? getirmek isteyen insan s?k?nt?s? yok. ITER projesi, ?l?e?i ve finansman? g?z ?n?ne al?nd???nda en b?y?k ?ansa sahiptir, ancak di?er y?ntemlerin yan? s?ra ?zel projeler de g?z ard? edilmemelidir. Bilim adamlar?, f?zyon reaksiyonunu pek ba?ar?l? olamayan bir ?ekilde ilerletmek i?in onlarca y?ld?r ?al???yorlar. Ancak art?k termon?kleer reaksiyonu ger?ekle?tirmek i?in her zamankinden daha fazla proje var. Her biri ba?ar?s?z olsa bile yeni giri?imlerde bulunulacakt?r. Burada, D?nya'da G?ne?'in minyat?r bir versiyonunu ayd?nlat?ncaya kadar dinlenmemiz pek olas? de?il.

Etiketler: Etiket ekleyin

ITER uluslararas? deneysel termon?kleer reakt?r projesi 2007 y?l?nda ba?lad?. Fransa'n?n g?neyinde Cadarache'de bulunur. Projeyi tasarlayan ve uygulayanlara g?re ITER'in as?l g?revi, termon?kleer f?zyonun ticari kullan?m olanaklar?n? g?stermektir.

ITER stratejik bir uluslararas? bilimsel giri?imdir; uygulanmas?na 30'dan fazla ?lke kat?lmaktad?r.

"Gelece?in f?zyon reakt?r?n?n tam kalbindeyiz. Euronews muhabiri Claudio Rocco, ?? Eyfel kulesi a??rl???nda ve toplam 60 futbol sahas? b?y?kl???nde bir alana sahip oldu?unu bildirdi.

Kontroll? termon?kleer f?zyonun ger?ekle?mesi i?in gerekli ko?ullar? elde etmek amac?yla, tokomak olarak da adland?r?lan, manyetik plazman?n hapsedilmesi i?in bir f?zyon reakt?r? veya toroidal kurulum olu?turulur. Bir tokamaktaki plazma, odan?n duvarlar? taraf?ndan de?il, ?zel olarak olu?turulmu? birle?tirilmi? manyetik alan - plazma kordonundan akan ak?m?n toroidal bir d?? ve poloidal alan? - taraf?ndan tutulur. Plazmay? s?n?rlamak i?in manyetik alan kullanan di?er kurulumlarla kar??la?t?r?ld???nda, elektrik ak?m?n?n kullan?lmas? tokamak'?n ana ?zelli?idir.

Kontroll? termon?kleer f?zyon ger?ekle?tirilirken tokamakta d?teryum ve trityum kullan?lacak.
Detaylar ITER Genel M?d?r? Bernard Bigot ile yap?lan r?portajda.

Kontroll? n?kleer f?zyon yoluyla ?retilen enerjinin avantaj? nedir?

“Her ?eyden ?nce, neredeyse t?kenmez bir kaynak olarak kabul edilen hidrojen izotoplar?n?n kullan?m?nda: Hidrojen, D?nya Okyanusu da dahil olmak ?zere her yerde bulunur. Yani yery?z?nde su, deniz ve tatl? su oldu?u s?rece tokamak i?in bize yak?t sa?lanacak - milyonlarca y?ldan bahsediyoruz. ?kinci avantaj ise radyoaktif at???n yar? ?mr?n?n olduk?a k?sa olmas?d?r: n?kleer f?zyon at?k ?r?nleriyle kar??la?t?r?ld???nda birka? y?z y?l.

Termon?kleer f?zyon kontroll?d?r ve Bernard Bigot'a g?re bir kaza meydana gelmesi durumunda kesintiye u?ramas? nispeten kolayd?r. Benzer bir durumda n?kleer f?zyonda farkl? bir durum ortaya ??k?yor.

Bir maddenin ?s?t?lmas?yla n?kleer reaksiyon elde edilebilir. Bir maddenin ?s?t?lmas? ile n?kleer reaksiyon aras?ndaki bu ili?ki, "termon?kleer reaksiyon" terimiyle yans?t?lmaktad?r.

Tokamak bile?enlerinin tasar?m? ITER kat?l?mc? ?lkelerinin ?abalar? ile ger?ekle?tirilmekte olup, tokamak par?alar? ve teknolojik bile?enleri Japonya, G?ney Kore, Rusya, ?in, ABD ve di?er ?lkelerde ?retilmektedir. Tokamak in?a edilirken farkl? kaza t?rlerinin olas?l??? dikkate al?n?r.

Bernard Bigot: “Yine de radyoaktif elementlerin s?zmas? m?mk?n. Baz? b?lmeler yeterince kapat?lmayacakt?r. Ancak say?lar? minimum d?zeyde olacak ve reakt?r?n yak?n?nda ya?ayanlar i?in sa?l?k veya ya?am a??s?ndan b?y?k bir tehlike olmayacak."

Ancak projede, ?zellikle termon?kleer f?zyonun ger?ekle?ti?i odalar ve biti?ik odalar, radyoaktif elementlerin emilece?i ?zel havaland?rma bacalar? ile donat?lacak ve bunlar?n ?nlenmesi i?in kaza ve s?z?nt? olas?l??? ?ng?r?l?yor. d??ar?ya b?rak?n.

“Yakla??k 16 milyar avroluk tahminin, ?zellikle burada ?retilecek enerjinin maliyetini g?z ?n?nde bulundurdu?unuzda ?ok devasa g?r?nd???n? d???nm?yorum. ?stelik ?retim uzun zaman al?yor, ?ok uzun bir zaman; dolay?s?yla orta vadede bile t?m maliyetler kar??lanacak," diye bitiriyor Bernard Bigot.

Rus NIIEFA yak?n zamanda, ITER i?in ?zel olarak tasarlanm?? s?per iletken bobinleri korumaya y?nelik bir s?nd?rme direnci sisteminin tam ?l?ekli bir prototipinin ba?ar?l? bir ?ekilde test edildi?ini bildirdi.

Ve Fransa'n?n Cadarache kentindeki ITER kompleksinin tamam?n?n i?letmeye al?nmas? 2020 i?in planlan?yor.



Her?ey nas?l ba?lad?? “Enerji sorunu” a?a??daki ?? fakt?r?n birle?imi sonucu ortaya ??kt?:


1. ?nsanl?k art?k ?ok b?y?k miktarda enerji t?ketiyor.


?u anda d?nyan?n enerji t?ketimi yakla??k 15,7 terawatt (TW) civar?ndad?r. Bu de?eri d?nya n?fusuna b?ld???m?zde ki?i ba??na yakla??k 2400 watt elde ediyoruz ki bu da kolayl?kla tahmin edilebilecek ve g?rselle?tirilebilecek bir de?erdir. D?nyan?n her sakininin (?ocuklar dahil) t?ketti?i enerji, 24 y?z watt'l?k elektrik lambalar?n?n 24 saat ?al??mas?na kar??l?k gelir. Bununla birlikte, bu enerjinin gezegendeki t?ketimi olduk?a dengesizdir, ??nk? baz? ?lkelerde ?ok fazla, baz?lar?nda ise ihmal edilebilir d?zeydedir. T?ketim (bir ki?i a??s?ndan) ABD'de 10,3 kW'a (rekor de?erlerden biri), Rusya Federasyonu'nda 6,3 kW'a, ?ngiltere'de 5,1 kW'a vb. E?ittir, ancak di?er yandan e?ittir Banglade?'te yaln?zca 0,21 kW (ABD enerji t?ketiminin yaln?zca %2'si!).


2. D?nya enerji t?ketimi ?arp?c? bi?imde art?yor.


Uluslararas? Enerji Ajans?'n?n (2006) tahminine g?re k?resel enerji t?ketiminin 2030 y?l?na kadar %50 oran?nda artmas? beklenmektedir. Geli?mi? ?lkeler elbette ek enerji olmadan da idare edebilirler, ancak bu b?y?me, 1,5 milyar insan?n ciddi elektrik kesintisinden muzdarip oldu?u geli?mekte olan ?lkelerdeki insanlar? yoksulluktan kurtarmak i?in gereklidir.



3. ?u anda d?nya enerjisinin %80'i fosil yak?tlar?n yak?lmas?ndan sa?lan?yor(petrol, k?m?r ve gaz), kullan?m?:


a) potansiyel olarak y?k?c? ?evresel de?i?iklikler riski olu?turur;


b) ka??n?lmaz olarak bir g?n sona ermelidir.


S?ylenenlerden, art?k fosil yak?t kullanma ?a??n?n sonuna haz?rlanmam?z gerekti?i a??kt?r.


G?n?m?zde n?kleer santraller, atom ?ekirde?inin fisyon reaksiyonlar? s?ras?nda a???a ??kan enerjiyi b?y?k ?l?ekte ?retmektedir. Bu t?r istasyonlar?n olu?turulmas? ve geli?tirilmesi m?mk?n olan her ?ekilde te?vik edilmeli, ancak bunlar?n i?letilmesi i?in en ?nemli malzemelerden birinin (ucuz uranyum) rezervlerinin de ?n?m?zdeki 50 y?l i?inde tamamen t?kenebilece?i dikkate al?nmal?d?r. . N?kleer fisyona dayal? enerjinin olanaklar?, daha verimli enerji d?ng?lerinin kullan?lmas? yoluyla ?nemli ?l??de geni?letilebilir (ve geni?letilmelidir), bu da ?retilen enerji miktar?n?n neredeyse iki kat?na ??kmas?na olanak tan?r. Bu y?nde enerji geli?tirmek i?in, reaksiyonun orijinal uranyumdan daha fazla toryum ?retti?i ve bunun sonucunda toplam enerji miktar?n?n ?retildi?i toryum reakt?rleri (toryum ?retici reakt?rler veya ?retici reakt?rler olarak adland?r?lan) olu?turmak gerekir. Belirli bir madde miktar? i?in 40 kat artar. Ayr?ca, uranyum reakt?rlerinden ?ok daha verimli olan ve 60 kat daha fazla enerji ?retebilen h?zl? n?tronlar? kullanan pl?tonyum yeti?tiricilerinin yarat?lmas? da umut verici g?r?n?yor. Bu alanlar? geli?tirmek i?in, uranyum elde etmek i?in yeni, standart d??? y?ntemler geli?tirmek gerekebilir (?rne?in, en eri?ilebilir gibi g?r?nen deniz suyundan).


F?zyon enerji santralleri


?ekilde cihaz?n ?ematik diyagram? (?l?eksiz) ve bir termon?kleer enerji santralinin ?al??ma prensibi g?sterilmektedir. Orta k?s?mda, hacmi ~2000 m3 olan, 100 M°C'nin ?zerinde bir s?cakl??a ?s?t?lan trityum-d?teryum (T-D) plazmas?yla doldurulmu? toroidal (halka ?eklinde) bir oda bulunmaktad?r. F?zyon reaksiyonu (1) s?ras?nda ?retilen n?tronlar “manyetik ?i?eyi” terk ederek yakla??k 1 m kal?nl???nda ?ekilde g?sterilen kabu?a girerler.



Kabu?un i?inde n?tronlar lityum atomlar?yla ?arp??arak trityum ?reten bir reaksiyona neden olur:


n?tron + lityum -> helyum + trityum


Ek olarak, sistemde (trityum olu?madan) rakip reaksiyonlar meydana gelir ve ayr?ca ek n?tronlar?n sal?nmas?yla bir?ok reaksiyon meydana gelir ve bu da daha sonra trityum olu?umuna yol a?ar (bu durumda ek n?tronlar?n sal?nmas? m?mk?nd?r) ?rne?in kabu?a ve kur?una berilyum atomlar?n?n eklenmesiyle ?nemli ?l??de artt?r?lm??t?r). Genel sonu?, bu tesisin (en az?ndan teorik olarak) trityum ?retecek bir n?kleer f?zyon reaksiyonuna girebilece?i y?n?ndedir. Bu durumda, ?retilen trityum miktar? sadece tesisin kendi ihtiya?lar?n? kar??lamamal?, ayn? zamanda biraz daha fazla olmal?, bu da yeni tesislerin trityumla beslenmesini m?mk?n k?lacakt?r. A?a??da a??klanan ITER reakt?r?nde test edilmesi ve uygulanmas? gereken bu ?al??ma konseptidir.


Buna ek olarak, n?tronlar?n, (nispeten "s?radan" in?aat malzemelerinin kullan?laca??) pilot tesisler olarak adland?r?lan tesislerde kabu?u yakla??k 400°C'ye kadar ?s?tmas? gerekir. Gelecekte, en yeni y?ksek mukavemetli malzemelerin (silisyum karb?r kompozitler gibi) kullan?lmas?yla elde edilebilecek, 1000°C'nin ?zerinde kabuk ?s?tma s?cakl???na sahip geli?mi? tesislerin olu?turulmas? planlanmaktad?r. Kabukta ?retilen ?s?, geleneksel istasyonlarda oldu?u gibi, bir so?utucu (?rne?in su veya helyum i?eren) i?eren birincil so?utma devresi taraf?ndan al?n?r ve su buhar?n?n ?retilip t?rbinlere beslendi?i ikincil devreye aktar?l?r.


1985 - Sovyetler Birli?i, ?nde gelen d?rt ?lkenin f?zyon reakt?rleri olu?turma konusundaki deneyimlerini kullanarak yeni nesil Tokamak tesisini ?nerdi. Amerika Birle?ik Devletleri, Japonya ve Avrupa Toplulu?u ile birlikte projenin uygulanmas?na y?nelik bir teklif sundu.



?u anda Fransa'da, plazmay? "ate?leyebilen" ilk tokamak olacak olan, a?a??da a??klanan uluslararas? deneysel termon?kleer reakt?r ITER'nin (Uluslararas? Tokamak Deneysel Reakt?r?) in?aat? devam etmektedir.


Mevcut en geli?mi? tokamak tesisleri, bir f?zyon istasyonunun ?al??mas? i?in gereken de?erlere yak?n olan, yakla??k 150 M°C'lik s?cakl?klara uzun s?redir ula?maktad?r, ancak ITER reakt?r?, uzun s?re tasarlanm?? ilk b?y?k ?l?ekli enerji santrali olmal?d?r. vadeli operasyon. Gelecekte, belirli bir s?cakl?kta n?kleer f?zyon h?z? bas?nc?n karesiyle orant?l? oldu?undan, her ?eyden ?nce plazmadaki bas?nc?n artt?r?lmas?n? gerektirecek ?al??ma parametrelerini ?nemli ?l??de iyile?tirmek gerekecektir. Bu durumda temel bilimsel sorun, plazmadaki bas?n? artt???nda ?ok karma??k ve tehlikeli dengesizliklerin, yani dengesiz ?al??ma modlar?n?n ortaya ??kmas?yla ilgilidir.



buna neden ihtiyac?m?z var?


N?kleer f?zyonun temel avantaj?, do?ada yak?t olarak ?ok yayg?n olan maddelerin yaln?zca ?ok k???k miktarlar?n? gerektirmesidir. A??klanan tesislerdeki n?kleer f?zyon reaksiyonu, geleneksel kimyasal reaksiyonlar (fosil yak?tlar?n yanmas? gibi) s?ras?nda a???a ??kan standart ?s?dan on milyon kat daha fazla, muazzam miktarda enerjinin a???a ??kmas?na yol a?abilir. Kar??la?t?rma i?in, 1 gigawatt (GW) kapasiteli bir termik santrale g?? sa?lamak i?in gereken k?m?r miktar?n?n g?nde 10.000 ton (on demiryolu vagonu) oldu?unu ve ayn? g??teki bir f?zyon tesisinin yaln?zca yakla??k olarak yakl. G?nde 1 kilogram D+T kar???m?.


D?teryum, hidrojenin kararl? bir izotopudur; Yakla??k her 3.350 s?radan su molek?l?nden birinde, hidrojen atomlar?ndan birinin yerini d?teryum al?r (B?y?k Patlama'dan kalma bir miras). Bu ger?ek, gerekli miktarda d?teryumun sudan olduk?a ucuz ?retimini organize etmeyi kolayla?t?r?r. Karars?z olan trityumun elde edilmesi daha zordur (yar? ?mr? yakla??k 12 y?ld?r, bunun sonucunda do?adaki i?eri?i ihmal edilebilir d?zeydedir), ancak yukar?da g?sterildi?i gibi trityum, ?al??ma s?ras?nda do?rudan termon?kleer tesisin i?inde g?r?necektir, N?tronlar?n lityum ile reaksiyonu nedeniyle.



Bu nedenle, bir f?zyon reakt?r?n?n ba?lang?? yak?t? lityum ve sudur. Lityum, ev aletlerinde (cep telefonu pilleri vb.) yayg?n olarak kullan?lan yayg?n bir metaldir. Yukar?da anlat?lan tesis, ideal olmayan verim dikkate al?nd???nda dahi, 70 ton k?m?r?n i?erdi?i enerjiye e?de?er olan 200.000 kWh elektrik enerjisi ?retebilecektir. Bunun i?in gerekli olan lityum miktar? bir bilgisayar pilinde, d?teryum miktar? ise 45 litre suda bulunmaktad?r. Yukar?daki de?er, AB ?lkelerinde 30 y?ll?k mevcut elektrik t?ketimine (ki?i ba??na hesaplanan) kar??l?k gelmektedir. Bu kadar ?nemsiz miktardaki lityumun, bu kadar miktarda elektrik ?retimini (CO2 emisyonu olmadan ve en ufak bir hava kirlili?i olmadan) sa?layabilmesi, (t?m geli?melere ra?men) termon?kleer enerjinin en h?zl? ve en g??l? geli?imi i?in olduk?a ciddi bir arg?mand?r. zorluklar ve problemler) ve hatta bu t?r bir ara?t?rman?n ba?ar?s?na y?zde y?z g?ven olmadan.


D?teryumun milyonlarca y?l dayanmas? gerekir ve kolayl?kla ??kar?labilen lityum rezervleri, y?zlerce y?ll?k ihtiya?lar? kar??lamaya yeterlidir. Kayalardaki lityum t?kense bile, onu, ekonomik olarak uygun hale getirmeye yetecek kadar y?ksek konsantrasyonlarda (uranyum konsantrasyonunun 100 kat?) bulundu?u sudan ??karabiliriz.



Fransa'n?n Cadarache kenti yak?nlar?nda deneysel bir termon?kleer reakt?r (Uluslararas? termon?kleer deneysel reakt?r) in?a ediliyor. ITER projesinin temel amac? end?striyel ?l?ekte kontroll? bir termon?kleer f?zyon reaksiyonu uygulamakt?r.


Termon?kleer yak?t?n birim a??rl??? ba??na, ayn? miktarda organik yak?t yak?ld???ndan yakla??k 10 milyon kat daha fazla enerji elde edilir ve ?u anda faaliyette olan n?kleer santrallerin reakt?rlerinde uranyum ?ekirdeklerinin b?l?nmesinden yakla??k y?z kat daha fazla enerji elde edilir. Bilim adamlar?n?n ve tasar?mc?lar?n hesaplamalar? ger?ekle?irse bu, insanl??a t?kenmez bir enerji kayna?? sa?layacakt?r.


Bu nedenle, bir dizi ?lke (Rusya, Hindistan, ?in, Kore, Kazakistan, ABD, Kanada, Japonya, Avrupa Birli?i ?lkeleri), yeni enerji santrallerinin prototipi olan Uluslararas? Termon?kleer Ara?t?rma Reakt?r?n? olu?turmak i?in g??lerini birle?tirdi.


ITER, hidrojen ve trityum atomlar?n?n (hidrojenin bir izotopu) sentezi i?in ko?ullar yaratan ve bunun sonucunda yeni bir atomun (helyum atomu) olu?mas?n? sa?layan bir tesistir. Bu s?rece b?y?k bir enerji patlamas? e?lik ediyor: termon?kleer reaksiyonun meydana geldi?i plazman?n s?cakl??? yakla??k 150 milyon santigrat derecedir (kar??la?t?rma i?in G?ne?'in ?ekirde?inin s?cakl??? 40 milyon derecedir). Bu durumda izotoplar yanarak neredeyse hi? radyoaktif at?k b?rakmaz.


Uluslararas? projeye kat?l?m plan?, reakt?r bile?enlerinin tedarikini ve in?aat?n?n finansman?n? ?ng?r?yor. Bunun kar??l???nda, kat?l?mc? ?lkelerin her biri, bir termon?kleer reakt?r olu?turmaya y?nelik t?m teknolojilere ve seri g??l? termon?kleer reakt?rlerin tasar?m?na temel olu?turacak olan bu reakt?r ?zerindeki t?m deneysel ?al??malar?n sonu?lar?na tam eri?im hakk?na sahip olacak.


Termon?kleer f?zyon prensibine dayanan reakt?r, radyoaktif radyasyon i?ermiyor ve ?evre i?in tamamen g?venli. D?nyan?n hemen hemen her yerinde bulunabilir ve yak?t? s?radan sudur. ITER'in in?as?n?n yakla??k on y?l s?rmesi bekleniyor, bunun ard?ndan reakt?r?n 20 y?l s?reyle kullan?mda kalmas? bekleniyor.


Rusya'n?n ?n?m?zdeki y?llarda ITER Termon?kleer Reakt?r ?n?aat? Uluslararas? Organizasyonu Konseyi'ndeki ??karlar?, Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu ?yesi Mikhail Kovalchuk - Rusya Akademisi Kristalografi Enstit?s?, Kurchatov Enstit?s? Direkt?r? taraf?ndan temsil edilecek. Bilim, Teknoloji ve E?itim Ba?kanl?k Konseyi Bilim ve Bilimsel Sekreteri. Kovalchuk, ?n?m?zdeki iki y?l i?in ITER Uluslararas? Konseyi ba?kanl???na se?ilen ve bu pozisyonu kat?l?mc? bir ?lkenin resmi temsilcisinin g?revleriyle birle?tirme hakk?na sahip olmayan bu g?revde ge?ici olarak akademisyen Evgeniy Velikhov'un yerini alacak.


Toplam in?aat maliyetinin 5 milyar avro oldu?u tahmin ediliyor ve ayn? miktar reakt?r?n deneme i?letmesi i?in de gerekli olacak. Hindistan, ?in, Kore, Rusya, ABD ve Japonya'n?n paylar? toplam de?erin yakla??k y?zde 10'unu olu?tururken, y?zde 45'i Avrupa Birli?i ?lkelerinden geliyor. Ancak Avrupa devletleri, maliyetlerin aralar?nda tam olarak nas?l da??t?laca?? konusunda hen?z anla?maya varmad?. Bu nedenle in?aat?n ba?lamas? Nisan 2010'a ertelendi. Son gecikmeye ra?men ITER'de yer alan bilim insanlar? ve yetkililer projeyi 2018 y?l?na kadar tamamlayabileceklerini s?yl?yor.


ITER'in tahmini termon?kleer g?c? 500 megavatt?r. Bireysel m?knat?s par?alar? 200 ila 450 ton a??rl??a ula??r. ITER'i so?utmak i?in g?nde 33 bin metrek?p suya ihtiya? duyulacak.



1998 y?l?nda ABD projeye kat?l?m?n? finanse etmeyi b?rakt?. Cumhuriyet?ilerin iktidara gelmesinin ve Kaliforniya'da kesintilerin ba?lamas?n?n ard?ndan Bush y?netimi enerji yat?r?mlar?n? art?raca??n? duyurdu. Amerika Birle?ik Devletleri uluslararas? projeye kat?lma niyetinde de?ildi ve kendi termon?kleer projesiyle me?guld?. 2002'nin ba?lar?nda Ba?kan Bush'un teknoloji dan??man? John Marburger III, ABD'nin fikrini de?i?tirdi?ini ve projeye geri d?nme niyetinde oldu?unu s?yledi.


Kat?l?mc? say?s? a??s?ndan proje, bir ba?ka b?y?k uluslararas? bilimsel proje olan Uluslararas? Uzay ?stasyonu ile kar??la?t?r?labilir. Daha ?nce 8 milyar dolara ula?an ITER'in maliyeti daha sonra 4 milyar?n alt?na d??t?. ABD'nin kat?l?mdan ?ekilmesi sonucunda reakt?r g?c?n?n 1,5 GW'tan 500 MW'a d???r?lmesine karar verildi. Buna g?re projenin fiyat? da d??t?.


Haziran 2002'de Rusya'n?n ba?kentinde “Moskova'da ITER G?nleri” sempozyumu d?zenlendi. Ba?ar?s? insanl???n kaderini de?i?tirebilecek ve ona verimlilik ve ekonomi a??s?ndan yaln?zca G?ne? enerjisiyle kar??la?t?r?labilecek yeni bir enerji t?r? verebilecek bir projenin yeniden canland?r?lmas?n?n teorik, pratik ve organizasyonel sorunlar?n? tart??t?.


Temmuz 2010'da, ITER uluslararas? termon?kleer reakt?r projesine kat?lan ?lkelerin temsilcileri, Fransa'n?n Cadarache kentinde d?zenlenen ola?an?st? bir toplant?da b?t?esini ve in?aat program?n? onaylad?. Toplant? raporuna buradan ula?abilirsiniz.


Son ola?an?st? toplant?da proje kat?l?mc?lar?, plazmayla ilgili ilk deneylerin ba?lang?? tarihini - 2019 - onaylad?lar. Tam deneylerin Mart 2027 i?in planlanmas? planlan?yor, ancak proje y?netimi teknik uzmanlardan s?reci optimize etmeye ?al??malar?n? ve deneylere 2026'da ba?lamalar?n? istedi. Toplant? kat?l?mc?lar? ayr?ca reakt?r?n in?as?n?n maliyetine de karar verdi, ancak tesisin in?as? i?in harcanmas? planlanan miktarlar a??klanmad?. ScienceNOW portal? edit?r?n?n isimsiz bir kaynaktan ald??? bilgiye g?re, deneyler ba?lad???nda ITER projesinin maliyeti 16 milyar avroyu bulabilir.


Cadarache'deki toplant? ayn? zamanda yeni proje y?neticisi Japon fizik?i Osamu Motojima'n?n da ilk resmi ?al??ma g?n? oldu. Ondan ?nce projeyi, b?t?e ve in?aat son tarihleri onayland?ktan hemen sonra g?revinden ayr?lmak isteyen Japon Kaname Ikeda 2005'ten beri y?r?t?yordu.


ITER f?zyon reakt?r? Avrupa Birli?i, ?svi?re, Japonya, ABD, Rusya, G?ney Kore, ?in ve Hindistan'?n ortak projesidir. ITER olu?turma fikri ge?en y?zy?l?n 80'li y?llar?ndan beri d???n?l?yor, ancak mali ve teknik zorluklar nedeniyle projenin maliyeti s?rekli art?yor ve in?aat?n ba?lama tarihi s?rekli erteleniyor. 2009 y?l?nda uzmanlar, reakt?r?n olu?turulmas?na y?nelik ?al??malar?n 2010 y?l?nda ba?lamas?n? bekliyordu. Daha sonra bu tarih kayd?r?larak reakt?r?n f?rlat?lma tarihi olarak ?nce 2018, ard?ndan 2019 y?l? se?ildi.


Termon?kleer f?zyon reaksiyonlar?, hafif izotop ?ekirdeklerinin daha a??r bir ?ekirdek olu?turmak ?zere f?zyonunun reaksiyonlar? olup, buna b?y?k bir enerji sal?n?m? e?lik eder. Teorik olarak f?zyon reakt?rleri d???k maliyetle ?ok fazla enerji ?retebiliyor ancak ?u anda bilim insanlar? f?zyon reaksiyonunu ba?latmak ve s?rd?rmek i?in ?ok daha fazla enerji ve para harc?yor.



Termon?kleer f?zyon, enerji ?retmenin ucuz ve ?evre dostu bir yoludur. G?ne?'te milyarlarca y?ld?r kontrols?z termon?kleer f?zyon meydana geliyor - helyum, a??r hidrojen izotop d?teryumdan olu?uyor. Bu muazzam miktarda enerji a???a ??kar?r. Ancak D?nya'daki insanlar bu t?r reaksiyonlar? kontrol etmeyi hen?z ??renemediler.


ITER reakt?r? yak?t olarak hidrojen izotoplar?n? kullanacak. Termon?kleer reaksiyon s?ras?nda, hafif atomlar daha a??r atomlarla birle?ti?inde enerji a???a ??kar. Bunu ba?armak i?in gaz?n 100 milyon derecenin ?zerinde bir s?cakl??a, yani G?ne?'in merkezindeki s?cakl?ktan ?ok daha y?ksek bir s?cakl??a ?s?t?lmas? gerekiyor. Bu s?cakl?kta gaz plazmaya d?n???r. Ayn? zamanda hidrojen izotop atomlar? birle?erek ?ok say?da n?tronun sal?nmas?yla helyum atomlar?na d?n???r. Bu prensiple ?al??an bir enerji santrali, yo?un bir malzeme tabakas? (lityum) taraf?ndan yava?lat?lan n?tronlar?n enerjisini kullanacakt?r.



Termon?kleer tesislerin olu?turulmas? neden bu kadar uzun s?rd??


Yar?m asra yak?n s?redir faydalar? tart???lan bu kadar ?nemli ve de?erli tesisler neden hala olu?turulmad?? Birincisi d?? veya sosyal olarak adland?r?labilecek ve di?er ikisi i?, yani termon?kleer enerjinin kendisinin geli?iminin yasalar? ve ko?ullar? taraf?ndan belirlenen ?? ana neden vard?r (a?a??da tart???lm??t?r).


1. Uzun bir s?re, termon?kleer f?zyon enerjisinin pratik kullan?m? sorununun acil kararlar ve eylemler gerektirmedi?ine inan?l?yordu, ??nk? ge?en y?zy?l?n 80'li y?llar?nda fosil yak?t kaynaklar? t?kenmez g?r?n?yordu ve ?evre sorunlar? ve iklim de?i?ikli?i kamuoyunu ilgilendirmiyor. 1976'da ABD Enerji Bakanl???'n?n F?zyon Enerjisi Dan??ma Komitesi, ?e?itli ara?t?rma finansman? se?enekleri kapsam?nda Ar-Ge ve bir g?steri f?zyon enerji santrali i?in zaman ?er?evesini tahmin etmeye ?al??t?. Ayn? zamanda, bu y?ndeki ara?t?rmalar i?in y?ll?k fon hacminin tamamen yetersiz oldu?u ve mevcut ?denek seviyesi korunursa, tahsis edilen fonlar uyu?mad??? i?in termon?kleer tesislerin olu?turulmas?n?n asla ba?ar?l? olmayaca?? ke?fedildi. minimum, kritik seviyeye kadar.


2. Bu alandaki ara?t?rmalar?n geli?mesinin ?n?ndeki daha ciddi bir engel, tart???lan t?rden bir termon?kleer tesisin k???k ?l?ekte olu?turulamamas? ve g?sterilememesidir. A?a??da sunulan a??klamalardan, termon?kleer f?zyonun yaln?zca plazman?n manyetik olarak hapsedilmesini de?il, ayn? zamanda yeterli derecede ?s?t?lmas?n? da gerektirdi?i a??k?a ortaya ??kacakt?r. Harcanan ve al?nan enerjinin oran?, en az?ndan tesisin do?rusal boyutlar?n?n karesiyle orant?l? olarak artar, bunun sonucunda termon?kleer tesislerin bilimsel ve teknik yetenekleri ve avantajlar? yaln?zca olduk?a b?y?k istasyonlarda test edilebilir ve g?sterilebilir. bahsedilen ITER reakt?r? gibi. Ba?ar? konusunda yeterli g?ven sa?lanana kadar toplum bu kadar b?y?k projeleri finanse etmeye haz?r de?ildi.


3. Termon?kleer enerjinin geli?imi olduk?a karma??kt?r, ancak (yetersiz finansmana ve JET ve ITER tesislerinin olu?turulmas? i?in merkezlerin se?ilmesindeki zorluklara ra?men), hen?z bir i?letim istasyonu olu?turulmam?? olmas?na ra?men son y?llarda net bir ilerleme g?zlemlenmi?tir.



Modern d?nya, daha do?ru bir ifadeyle “belirsiz enerji krizi” olarak adland?r?labilecek ?ok ciddi bir enerji sorunuyla kar?? kar??yad?r. Sorun, fosil yak?t rezervlerinin bu y?zy?l?n ikinci yar?s?nda t?kenebilecek olmas?ndan kaynaklan?yor. Dahas?, fosil yak?tlar?n yak?lmas?, gezegenin iklimindeki b?y?k de?i?iklikleri ?nlemek i?in atmosfere sal?nan karbondioksitin (yukar?da bahsedilen CCS program?) bir ?ekilde tecrit edilmesi ve "depolanmas?" ihtiyac?na yol a?abilir.


?u anda insanl???n t?ketti?i enerjinin neredeyse tamam? fosil yak?tlar?n yak?lmas?yla ?retiliyor ve sorunun ??z?m? g?ne? enerjisi veya n?kleer enerjinin kullan?lmas?yla (h?zl? n?tron ?reten reakt?rlerin olu?turulmas? vb.) ili?kilendirilebilir. Geli?mekte olan ?lkelerin artan n?fusunun ve ya?am standartlar?n? iyile?tirme ve ?retilen enerji miktar?n? art?rma ihtiya?lar?n?n neden oldu?u k?resel sorun, tek ba??na bu yakla??mlar temelinde ??z?lemez, ancak elbette alternatif enerji ?retimi y?ntemleri geli?tirmeye y?nelik herhangi bir giri?imde bulunulamaz. te?vik edilmelidir.


A??k?a s?ylemek gerekirse, davran?? stratejileri konusunda ?ok az se?ene?imiz var ve ba?ar? garantisi olmamas?na ra?men termon?kleer enerjinin geli?tirilmesi son derece ?nemli. Financial Times gazetesi (25 Ocak 2004 tarihli) bu konuda ?unlar? yazd?:



“ITER projesinin maliyetleri orijinal tahmini ?nemli ?l??de a?sa bile y?ll?k 1 milyar dolar seviyesine ula?mas? pek olas? de?il. ?zellikle bu y?zy?lda ka??n?lmaz olarak israf al??kanl???ndan vazge?mek zorunda kalaca??m?z ger?e?i g?z ?n?ne al?nd???nda, bu seviyedeki bir harcama, t?m insanl?k i?in yeni bir enerji kayna?? yaratmaya y?nelik ?ok makul bir f?rsat i?in ?denmesi gereken ?ok m?tevaz? bir bedel olarak g?r?lmelidir. ve fosil yak?tlar?n dikkatsizce yak?lmas?.”


Termon?kleer enerjinin geli?imine giden yolda b?y?k ve beklenmedik s?rprizlerin ya?anmayaca??n? umal?m. Bu durumda, yakla??k 30 y?l sonra ilk kez enerji a?lar?na buradan elektrik ak?m? sa?layabilece?iz ve 10 y?l sonra da ilk ticari termon?kleer enerji santrali faaliyete ge?ecek. N?kleer f?zyon enerjisinin bu y?zy?l?n ikinci yar?s?nda fosil yak?tlar?n yerini almaya ba?lamas? ve giderek k?resel ?l?ekte insanl??a enerji sa?lamada giderek daha ?nemli bir rol oynamaya ba?lamas? muhtemeldir.


Termon?kleer enerji yaratma g?revinin (t?m insanl?k i?in etkili ve b?y?k ?l?ekli bir enerji kayna?? olarak) ba?ar?yla tamamlanaca??n?n kesin bir garantisi yoktur, ancak bu y?nde ba?ar? olas?l??? olduk?a y?ksektir. Termon?kleer istasyonlar?n muazzam potansiyeli g?z ?n?ne al?nd???nda, bunlar?n h?zl? (ve hatta h?zland?r?lm??) geli?imine y?nelik projelerin t?m maliyetlerinin hakl? oldu?u d???n?lebilir, ?zellikle de devasa k?resel enerji piyasas?n?n arka plan?nda bu yat?r?mlar ?ok m?tevaz? g?r?nd??? i?in (y?lda 4 trilyon dolar8). ?nsanl???n enerji ihtiyac?n?n kar??lanmas? ?ok ciddi bir sorundur. Fosil yak?tlar daha az bulunur hale geldik?e (ve bunlar?n kullan?m? istenmeyen hale geldik?e), durum de?i?iyor ve f?zyon enerjisini geli?tirmemeyi g?ze alamay?z.


“Termon?kleer enerji ne zaman ortaya ??kacak?” Sorusuna Lev Artsimovich (bu alanda tan?nm?? bir ?nc? ve ara?t?rma lideri) bir keresinde ??yle yan?t vermi?ti: "?nsanl?k i?in ger?ekten gerekli oldu?unda yarat?lacak"



ITER, t?ketti?inden daha fazla enerji ?reten ilk f?zyon reakt?r? olacak. Bilim insanlar? bu ?zelli?i "Q" ad?n? verdikleri basit bir katsay? kullanarak ?l??yorlar. ITER t?m bilimsel hedeflerine ula??rsa t?ketti?inden 10 kat daha fazla enerji ?retecek. ?n?a edilen son cihaz, ?ngiltere'deki Ortak Avrupa Torus'u, bilimsel ara?t?rman?n son a?amalar?nda neredeyse 1'lik bir Q de?erine ula?an daha k???k bir prototip f?zyon reakt?r?d?r. Bu, t?ketti?i enerjiyle tamamen ayn? miktarda enerji ?retti?i anlam?na gelir. . ITER, f?zyondan enerji ?retimini g?stererek ve 10 Q de?erine ula?arak bunun ?tesine ge?ecek. Buradaki fikir, yakla??k 50 MW'l?k enerji t?ketiminden 500 MW ?retmektir. Bu nedenle ITER'in bilimsel hedeflerinden biri, 10'luk bir Q de?erine ula??labilece?ini kan?tlamakt?r.


Bir di?er bilimsel hedef ise ITER'in ?ok uzun bir "yanma" s?resine (bir saate kadar uzat?lm?? bir darbe) sahip olmas?d?r. ITER, s?rekli enerji ?retemeyen bir ara?t?rma deneysel reakt?r?d?r. ITER ?al??maya ba?lad???nda bir saat s?reyle a??k kalacak, ard?ndan kapat?lmas? gerekecektir. Bu ?nemlidir, ??nk? ?imdiye kadar yaratt???m?z standart cihazlar birka? saniye, hatta saniyenin onda biri kadar bir yanma s?resine sahip olabiliyordu; bu maksimumdur. "Ortak Avrupa Torus", 20 saniyelik darbe uzunlu?uyla yakla??k iki saniyelik yanma s?resiyle Q de?eri 1'e ula?t?. Ancak birka? saniye s?ren bir s?re? ger?ekten kal?c? de?ildir. Bir araban?n motorunu ?al??t?rmaya benzetmek gerekirse: motoru k?sa s?reli?ine a??p sonra kapatmak, hen?z araban?n ger?ek ?al??mas? de?ildir. Araban?z? ancak yar?m saat kulland???n?zda sabit ?al??ma moduna ula?acak ve b?yle bir araban?n ger?ekten s?r?lebilece?ini g?sterecek.


Yani, teknik ve bilimsel a??dan ITER, 10'luk bir Q de?eri ve artan yanma s?resi sa?layacakt?r.



Termon?kleer f?zyon program? ger?ekten uluslararas? ve do?as? gere?i geni?tir. ?nsanlar zaten ITER'in ba?ar?s?na g?veniyorlar ve bir sonraki ad?m? d???n?yorlar - DEMO ad? verilen end?striyel bir termon?kleer reakt?r?n prototipini olu?turmak. Bunu olu?turmak i?in ITER'in ?al??mas? gerekiyor. Bilimsel hedeflerimize ula?mal?y?z ??nk? bu, ortaya koydu?umuz fikirlerin tamamen uygulanabilir oldu?u anlam?na gelecektir. Ancak her zaman bundan sonra ne olaca??n? d???nmeniz gerekti?ine kat?l?yorum. Ayr?ca ITER 25-30 y?ld?r faaliyet g?sterdi?i i?in bilgimiz giderek derinle?ip geni?leyecek ve bir sonraki ad?m?m?z? daha do?ru bir ?ekilde ?izebilece?iz.



Asl?nda ITER'in tokamak olup olmad??? konusunda hi?bir tart??ma yok. Baz? bilim insanlar? soruyu olduk?a farkl? bir ?ekilde ortaya koyuyor: ITER var olmal? m?? Farkl? ?lkelerdeki uzmanlar, ?ok b?y?k ?l?ekli olmayan termon?kleer projeler geli?tirerek, bu kadar b?y?k bir reakt?re hi? ihtiya? duyulmad???n? savunuyorlar.


Ancak onlar?n g?r??lerinin otoriter oldu?u d???n?lmemelidir. Onlarca y?ld?r toroidal tuzaklarla ?al??an fizik?iler ITER'in olu?turulmas?nda yer ald?. Karada?'taki deneysel termon?kleer reakt?r?n tasar?m?, d?zinelerce ?nceki tokamak ?zerinde yap?lan deneyler s?ras?nda elde edilen t?m bilgilere dayan?yordu. Ve bu sonu?lar reakt?r?n bir tokamak, hem de b?y?k bir reakt?r olmas? gerekti?ini g?steriyor.


JET ?u anda en ba?ar?l? tokamak, AB taraf?ndan Britanya'n?n Abingdon kasabas?nda in?a edilen JET olarak kabul edilebilir. Bu bug?ne kadar olu?turulan en b?y?k tokamak tipi reakt?rd?r, plazma torusunun b?y?k yar??ap? 2,96 metredir. Termon?kleer reaksiyonun g?c?, 10 saniyeye kadar tutma s?resiyle ?imdiden 20 megavat?n ?zerine ??kt?. Reakt?r plazmaya aktar?lan enerjinin yakla??k %40'?n? geri verir.



Enerji dengesini belirleyen ?ey plazman?n fizi?idir” dedi Igor Semenov Infox.ru'ya. MIPT do?enti enerji dengesinin ne oldu?unu basit bir ?rnekle anlatt?: “Hepimiz bir ate?in yand???n? g?rd?k. Asl?nda orada yanan odun de?il gazd?r. Oradaki enerji zinciri ?u ?ekildedir: Gaz yanar, odun ?s?n?r, odun buharla??r, gaz tekrar yanar. Dolay?s?yla ate?e su atarsak s?v? suyun buhar haline faz ge?i?i i?in sistemden aniden enerji ?ekmi? oluruz. Bakiye negatif olacak ve yang?n s?necek. Ba?ka bir yol daha var; ate? yak?c?lar? al?p uzaya yayabiliriz. Ate? de s?necek. ?n?a etti?imiz termon?kleer reakt?rde de durum ayn?. Boyutlar, bu reakt?r i?in uygun bir pozitif enerji dengesi olu?turacak ?ekilde se?ilmi?tir. Gelecekte ger?ek bir n?kleer enerji santrali in?a etmek i?in yeterli, bu deneysel a?amada ?u anda ??z?lmemi? t?m sorunlar? ??z?yor.


Reakt?r?n boyutlar? bir kez de?i?tirildi. Bu, Amerika Birle?ik Devletleri'nin projeden ?ekildi?i ve geri kalan ?yelerin ITER b?t?esinin (o zamana kadar 10 milyar ABD dolar? olarak tahmin ediliyordu) ?ok b?y?k oldu?unu fark etti?i 20.-21. y?zy?llar?n ba??nda ger?ekle?ti. Kurulum maliyetini azaltmak i?in fizik?ilere ve m?hendislere ihtiya? duyuldu. Ve bu ancak b?y?kl?k nedeniyle yap?labilirdi. ITER'in "yeniden tasarlanmas?", daha ?nce Karada?'ta Frans?z Tore Supra tokamak ?zerinde ?al??m?? olan Frans?z fizik?i Robert Aymar taraf?ndan y?netildi. Plazma torusunun d?? yar??ap? 8,2 metreden 6,3 metreye d???r?ld?. Bununla birlikte, boyutun k???lt?lmesiyle ili?kili riskler, o zamanlar a??k olan ve ?zerinde ?al???lan plazma s?n?rlama modunun uygulanmas?n? m?mk?n k?lan birka? ek s?per iletken m?knat?sla k?smen telafi edildi.



Zaman?m?z?n en iddial? bilimsel yap?s?. ITER f?zyon reakt?r? Fransa'da nas?l in?a ediliyor?

Kontroll? termon?kleer f?zyon, onlarca y?ld?r de?er verdikleri fizik?ilerin ve enerji ?irketlerinin mavi r?yas?d?r. Yapay bir G?ne?i kafeslemek harika bir fikir. "Ama sorun ?u ki b?yle bir kutunun nas?l olu?turulaca??n? bilmiyoruz."- 1991'de Nobel ?d?ll? Pierre Gilles de Gennes dedi. Ancak 2018 ortalar?nda bunun nas?l yap?laca??n? zaten biliyoruz. Hatta in?a ediyoruz. D?nyan?n en iyi beyinleri, modern bilimin en iddial? ve pahal? deneyi olan uluslararas? deneysel termon?kleer reakt?r ITER projesi ?zerinde ?al???yor.

B?yle bir reakt?r?n maliyeti B?y?k Hadron ?arp??t?r?c?s?ndan be? kat daha fazlad?r. Proje ?zerinde d?nya ?ap?nda y?zlerce bilim insan? ?al???yor. Finansman? kolayl?kla 19 milyar avroyu a?abilir ve ilk plazma reakt?re ancak Aral?k 2025'te b?rak?lacak. S?rekli gecikmelere, teknolojik zorluklara ve bireysel kat?l?mc? ?lkelerden gelen yetersiz fonlara ra?men, d?nyan?n en b?y?k termon?kleer “s?rekli hareket makinesi” in?a ediliyor. Dezavantajlar?ndan ?ok daha fazla avantaj? var. Hangileri? Zaman?m?z?n en iddial? bilimsel in?aat projesinin hikayesine teoriyle ba?l?yoruz.

Tokamak nedir?

Muazzam s?cakl?klar?n ve yer?ekiminin etkisi alt?nda, G?ne?imizin ve di?er y?ld?zlar?n derinliklerinde termon?kleer f?zyon meydana gelir. Hidrojen ?ekirdekleri ?arp???r, daha a??r helyum atomlar? olu?turur ve ayn? zamanda n?tronlar ve muazzam miktarda enerji a???a ??kar.

Modern bilim, en d???k ba?lang?? s?cakl???nda, en b?y?k miktarda enerjinin hidrojen - d?teryum ve trityum izotoplar? aras?ndaki reaksiyonla ?retildi?i sonucuna varm??t?r. Ancak bunun i?in ?? ko?ul ?nemlidir: y?ksek s?cakl?k (yakla??k 150 milyon santigrat derece), y?ksek plazma yo?unlu?u ve y?ksek plazma tutma s?resi.

Ger?ek ?u ki G?ne?'inki kadar muazzam bir yo?unluk yaratamayaca??z. Geriye kalan tek ?ey, gaz? ultra y?ksek s?cakl?klar kullanarak plazma durumuna ?s?tmakt?r. Ancak hi?bir malzeme bu kadar s?cak bir plazmayla temasa dayanamaz. Bunu yapmak i?in, 1950'lerde akademisyen Andrei Sakharov (Oleg Lavrentyev'in ?nerisi ?zerine) plazmay? tutacak manyetik alana sahip toroidal (i?i bo? halka ?eklinde) odalar?n kullan?lmas?n? ?nerdi. Daha sonra terim t?retildi - tokamak.

Fosil yak?t yakan modern enerji santralleri, mekanik g?c? (?rne?in t?rbin d?n???) elektri?e d?n??t?r?r. Tokamaks, cihaz?n duvarlar? taraf?ndan ?s? olarak emilen f?zyon enerjisini, t?rbinleri d?nd?recek buhar? ?s?tmak ve ?retmek i?in kullanacak.

D?nyadaki ilk tokamak. Sovyet T-1. 1954

D?nyan?n her yerinde k???k deneysel tokamaklar in?a edildi. Ve bir ki?inin y?ksek s?cakl?kta plazma olu?turabilece?ini ve onu bir s?re stabil bir durumda tutabilece?ini ba?ar?yla kan?tlad?lar. Ancak end?striyel tasar?mlar h?l? ?ok uzakta.

T-15'in kurulumu. 1980'ler

F?zyon reakt?rlerinin avantajlar? ve dezavantajlar?

Tipik n?kleer reakt?rler onlarca ton radyoaktif yak?tla ?al???r (ki bu yak?t sonunda onlarca ton radyoaktif at??a d?n???r), f?zyon reakt?r? ise yaln?zca y?zlerce gram trityum ve d?teryum gerektirir. Birincisi reakt?r?n kendisinde ?retilebilir: Sentez s?ras?nda a???a ??kan n?tronlar, trityumun ortaya ??kt??? lityum safs?zl?klar?yla reakt?r?n duvarlar?n? etkileyecektir. Lityum rezervleri binlerce y?l yetecek. Ayr?ca d?teryum s?k?nt?s? da ya?anmayacak; d?nyada y?lda onbinlerce ton ?retiliyor.

Bir f?zyon reakt?r?, fosil yak?tlar?n tipik ?zelli?i olan sera gaz? emisyonlar?n? ?retmez. Helyum-4 formundaki yan ?r?n ise zarars?z bir inert gazd?r.

Ayr?ca termon?kleer reakt?rler g?venlidir. Herhangi bir felakette, termon?kleer reaksiyon, ?evre veya personel i?in herhangi bir ciddi sonu? do?urmadan duracakt?r ??nk? f?zyon reaksiyonunu destekleyecek hi?bir ?ey olmayacakt?r: ?ok fazla sera ko?ullar?na ihtiya? duymaktad?r.

Ancak termon?kleer reakt?rlerin dezavantajlar? da vard?r. Her ?eyden ?nce bu, kendi kendini idame ettiren bir reaksiyonu ba?latman?n s?radan zorlu?udur. Derin bir bo?lu?a ihtiyac? var. Karma??k manyetik s?n?rlama sistemleri, devasa s?per iletken manyetik bobinler gerektirir.

Ve radyasyonu da unutma. Termon?kleer reakt?rlerin zarars?zl???na dair baz? stereotiplere ra?men, f?zyon s?ras?nda ?retilen n?tronlarla ?evrelerinin bombalanmas? iptal edilemez. Bu bombard?man radyasyona neden olur. Bu nedenle reakt?r?n bak?m?n?n uzaktan yap?lmas? gerekmektedir. ?leriye bakt???m?zda diyelim ki lansman sonras?nda robotlar do?rudan ITER tokamak'?n bak?m?n? yapacak.

Ayr?ca radyoaktif trityumun v?cuda girmesi halinde tehlikeli olabilir. Do?ru, bir kaza durumunda uygun ?ekilde depolanmas?na dikkat etmek ve olas? t?m da??t?m yollar? boyunca g?venlik bariyerleri olu?turmak yeterli olacakt?r. Ayr?ca trityumun yar? ?mr? 12 y?ld?r.

Teorinin gerekli asgari temeli at?ld???nda makalenin kahraman?na ge?ebilirsiniz.

?a??m?z?n en iddial? projesi

1985 y?l?nda, SSCB ve ABD ba?kanlar?n?n uzun y?llard?r ilk ki?isel toplant?s? Cenevre'de ger?ekle?ti. Bundan ?nce So?uk Sava? zirveye ula?m??t?: S?per g??ler Olimpiyatlar? boykot etti, n?kleer potansiyellerini geli?tirdi ve herhangi bir m?zakereye girmeyeceklerdi. ?ki ?lkenin tarafs?z topraklardaki bu zirvesi bir ba?ka ?nemli durumla dikkat ?ekiyor. Bu s?rada CPSU Merkez Komitesi Genel Sekreteri Mihail Gorba?ov, bar????l ama?larla termon?kleer enerjinin geli?tirilmesine y?nelik ortak bir uluslararas? projenin uygulanmas?n? ?nerdi.

Bir y?l sonra Amerikal?, Sovyet, Avrupal? ve Japon bilim adamlar? aras?nda proje ?zerinde bir anla?maya var?ld? ve b?y?k termon?kleer kompleks ITER'in kavramsal tasar?m?n?n geli?tirilmesine ba?land?. M?hendislik detaylar?n?n geli?tirilmesi gecikti, ABD projeden ayr?l?p sonra geri d?nmeye devam etti ve sonunda ?in, G?ney Kore ve Hindistan da projeye kat?ld?. Kat?l?mc?lar finansman ve do?rudan ?al??ma sorumluluklar?n? payla?t?lar ve 2010 y?l?nda gelecekteki kompleksin temeli i?in ?ukurun haz?rlanmas? nihayet ba?lad?. Fransa'n?n g?neyinde, Aix-en-Provence ?ehrinin yak?n?nda in?a etmeye karar verdiler.

Peki ITER nedir? Bu, d?nyan?n en b?y?k tokamak?n? in?a etmeye y?nelik devasa bir bilimsel deney ve iddial? bir enerji projesidir. ?n?aat?n, bir f?zyon reakt?r?n?n ticari kullan?m olas?l???n? kan?tlamas?n?n yan? s?ra, yol boyunca ortaya ??kan fiziksel ve teknolojik sorunlar? da ??zmesi gerekiyor.

ITER reakt?r? nelerden olu?ur?

Tokamak, manyetik bobinlere ve 23 bin ton a??rl???nda bir kriyostata sahip toroidal bir vakum odas?d?r. Tan?mdan da anla??laca?? ?zere elimizde bir kamera var. Derin vakum odas?. ITER durumunda bu, ba?lang??ta yaln?zca 0,1 gram d?teryum ve trityum kar???m?n?n olaca?? 850 metrek?p serbest oda hacmi olacakt?r.

1. Plazman?n ya?ad??? vakum odas?. 2. N?tr ???n enjekt?r? ve plazman?n 150 milyon dereceye kadar radyo frekans?yla ?s?t?lmas?. 3. Plazmay? kontrol eden s?per iletken m?knat?slar. 4. Kameray? ve m?knat?slar? n?tron bombard?man?ndan ve ?s?nmadan koruyan battaniyeler. 5. Is?y? ve termon?kleer reaksiyon ?r?nlerini uzakla?t?ran y?n de?i?tirici. 6. Plazma fizi?ini incelemek i?in te?his ara?lar?. Bas?n? g?stergeleri ve n?tron odalar? i?erir. 7. Kriyostat - m?knat?slar? ve vakum odas?n? ?s?nmadan koruyan, derin vakumlu devasa bir termos

Ve bu, i?inde i??i modellerinin bulundu?u "k???k" bir vakum odas?n?n neye benzedi?idir. 11,4 metre y?ksekli?inde, battaniye ve dalg??la birlikte 8,5 bin ton a??rl??a sahip olacak

Odan?n i? duvarlar?nda battaniye ad? verilen ?zel mod?ller bulunmaktad?r. ??lerinde su dola??yor. Plazmadan ka?an serbest n?tronlar bu battaniyelere d??er ve su taraf?ndan yava?lat?l?r. Is?nmas?na ne sebep olur? Battaniyelerin kendisi, dev heykelin geri kalan?n? termal, r?ntgen ve plazman?n daha ?nce bahsedilen n?tron radyasyonundan koruyor.

Reakt?r?n ?mr?n? uzatmak i?in b?yle bir sistem gereklidir. Her bir battaniye yakla??k 4,5 ton a??rl???nda olup, ilk savunma hatt? buharla?maya ve n?tron radyasyonuna maruz kalaca?? i?in yakla??k 5-10 y?lda bir robotik kolla de?i?tirilecektir.

Ama hepsi bu de?il. Oda, oda i?i ekipmanlara, termokupllara, ivme?l?erlere, daha ?nce bahsedilen 440 blokluk battaniye sistemine, so?utma sistemlerine, bir koruma blo?una, bir sapt?r?c?ya, 48 elementten olu?an bir manyetik sisteme, y?ksek frekansl? plazma ?s?t?c?lar?na, bir n?tr atoma ba?l?d?r. enjekt?r vb. Ve t?m bunlar, 16 bin metrek?p ayn? ?apa ve hacme sahip, 30 metre y?ksekli?inde devasa bir kriyostat i?inde bulunuyor. Kriyostat, s?v? helyumla -269 santigrat dereceye kadar so?utulan tokamak odas? ve s?per iletken m?knat?slar i?in derin vakum ve ultra so?uk s?cakl?klar? garanti eder.

Alt. Kriyostat taban?n?n ??te biri. Toplamda bu “termos” 54 elementten olu?acak

Ve kriyostat renderda b?yle g?r?n?yor. ?retimi Hindistan'a emanet. Termos i?erisine reakt?r kurulacak

Kriyostat halihaz?rda monte ediliyor. Burada ?rne?in plazmay? ?s?tmak i?in par?ac?klar?n reakt?re at?laca?? bir pencere g?rebilirsiniz.

T?m bu ekipmanlar?n ?retimi kat?l?mc? ?lkeler aras?nda payla?t?r?l?yor. ?rne?in Rusya'da baz? battaniyeler ?zerinde, Hindistan'da kriyostat g?vdesi ?zerinde, Avrupa ve Kore'de ise vakum odas?n?n b?l?mleri ?zerinde ?al???yorlar.

Ancak bu kesinlikle h?zl? bir s?re? de?ildir. Ayr?ca tasar?mc?lar?n hataya yer yoktur. ITER ekibi ilk ?nce yap?sal elemanlar?n y?klerini ve gereksinimlerini modeller, bunlar tezgahlarda test edilir (?rne?in, bir sapt?r?c? gibi plazma tabancalar?n?n etkisi alt?nda), iyile?tirilir ve de?i?tirilir, prototipler birle?tirilir ve son eleman?n piyasaya s?r?lmesinden ?nce tekrar test edilir.

Toroidal bobinin ilk g?vdesi. 18 dev m?knat?stan ilki. Yar?s? Japonya'da, di?eri Kore'de yap?ld?

A??lmaz bir manyetik duvar olu?turacak ?ekilde bir daire ?eklinde d?zenlenmi? 18 dev D ?eklinde m?knat?s. Her birinin i?inde 134 turluk s?per iletken kablo bulunur.

Bu t?r makaralar?n her biri yakla??k 310 ton a??rl???ndad?r

Ama onu bir araya getirmek bir ?eydir. Ve t?m bunlar? s?rd?rmek bamba?ka bir ?ey. Y?ksek radyasyon seviyeleri nedeniyle reakt?re eri?im yasakt?r. Buna hizmet etmek i?in b?t?n bir robotik sistem ailesi geli?tirildi. Baz?lar? battaniyeleri ve y?n de?i?tirici kasetleri (a??rl??? 10 tona kadar) de?i?tirecek, baz?lar? kazalar? ?nlemek i?in uzaktan kontrol edilecek, baz?lar? ise h?zl? inceleme i?in HD kameralar ve lazer taray?c?lar?n bulundu?u bir vakum odas?n?n ceplerine yerle?tirilecek. Ve t?m bunlar?n bo?lukta, dar bir alanda, y?ksek hassasiyetle ve t?m sistemlerle net bir etkile?im i?inde yap?lmas? gerekiyor. G?rev, ISS'yi onarmaktan daha zor.ITER Tokamak, plazman?n kendisini ?s?tmak i?in gerekenden daha fazla enerji ?retecek ilk termon?kleer reakt?r olacak. Ayr?ca mevcut kurulumlara g?re ?ok daha uzun s?re stabil durumda tutabilecek. Bilim insanlar? bu kadar b?y?k ?l?ekli bir projeye tam da bu y?zden ihtiya? duyuldu?unu s?yl?yor.

B?yle bir reakt?r?n yard?m?yla uzmanlar, g?n?m?z?n k???k deney tesisleri ile gelece?in f?zyon enerji santralleri aras?ndaki bo?lu?u dolduracak. ?rne?in, termon?kleer enerji rekoru 1997 y?l?nda Britanya'daki bir tokamak'ta k?r?ld? - 24 MW t?ketilen 16 MW, ITER ise 50 MW termal enerji girdisinden 500 MW termon?kleer g?? dikkate al?narak tasarland?.

Tokamak, ?s?tma, kontrol, te?his, kriyojenik ve uzaktan bak?m teknolojilerini, yani bir termon?kleer reakt?r?n end?striyel prototipi i?in gerekli t?m teknikleri test edecek.

Gelece?in santralleri i?in k?resel trityum ?retimi yeterli olmayacak. Bu nedenle ITER, lityum i?eren ?o?alan bir battaniyenin teknolojisini de geli?tirecek. Trityum, termon?kleer n?tronlar?n etkisi alt?nda ondan sentezlenecektir.

Ancak pahal? da olsa bunun bir deney oldu?unu unutmamal?y?z. Tokamak, ?s?y? elektri?e d?n??t?recek t?rbinler veya di?er sistemlerle donat?lmayacak. Yani do?rudan enerji ?retimi ?eklinde ticari bir egzoz olmayacak. Neden? ??nk? bu sadece projeyi m?hendislik a??s?ndan karma??k hale getirecek ve daha da pahal? hale getirecektir.

Finansman plan? olduk?a kafa kar??t?r?c?. ?n?aat, reakt?r ve kompleksin di?er sistemlerinin olu?turulmas? a?amas?nda, maliyetlerin yakla??k %45'i AB ?lkeleri taraf?ndan kar??lan?rken, geri kalan kat?l?mc?lar?n her biri %9 oran?nda kar??lan?yor. Ancak katk?lar?n ?o?unlu?u “ayni”dir. Bile?enlerin ?o?u ITER'e do?rudan kat?l?mc? ?lkelerden sa?lan?yor.

Fransa'ya deniz yoluyla var?yorlar ve limandan ?antiyeye Frans?z h?k?meti taraf?ndan ?zel olarak d?n??t?r?len bir yol ?zerinden ula?t?r?l?yorlar. ?lke, ITER Yolu'nun 104 km'si i?in 110 milyon euro ve 4 y?ll?k ?al??ma harcad?. Yol geni?letildi ve g??lendirildi. Ger?ek ?u ki, 2021 y?l?na kadar b?y?k kargo ta??yan 250 konvoy buradan ge?ecek. En a??r k?s?mlar 900 tona, en y?ksek k?s?mlar 10 metreye, en uzun k?s?mlar ise 33 metreye ula??yor.

ITER hen?z devreye al?nmad?. Bununla birlikte, amac? teknolojinin ticari kullan?m?n?n ?ekicili?ini g?stermek olan bir DEMO n?kleer f?zyon enerji santrali projesi halihaz?rda mevcuttur. Bu kompleksin s?rekli olarak (ITER gibi darbeli de?il) 2 GW enerji ?retmesi gerekecek.

Yeni k?resel projenin zamanlamas? ITER'in ba?ar?s?na ba?l?, ancak 2012 plan?na g?re DEMO'nun ilk lansman? 2044'ten daha erken olmayacak.

Her?ey nas?l ba?lad?? “Enerji sorunu” a?a??daki ?? fakt?r?n birle?imi sonucu ortaya ??kt?:

1. ?nsanl?k art?k ?ok b?y?k miktarda enerji t?ketiyor.

?u anda d?nyan?n enerji t?ketimi yakla??k 15,7 terawatt (TW) civar?ndad?r. Bu de?eri d?nya n?fusuna b?ld???m?zde ki?i ba??na yakla??k 2400 watt elde ediyoruz ki bu da kolayl?kla tahmin edilebilecek ve g?rselle?tirilebilecek bir de?erdir. D?nyan?n her sakininin (?ocuklar dahil) t?ketti?i enerji, 24 y?z watt'l?k elektrik lambalar?n?n 24 saat ?al??mas?na kar??l?k gelir. Bununla birlikte, bu enerjinin gezegendeki t?ketimi olduk?a dengesizdir, ??nk? baz? ?lkelerde ?ok fazla, baz?lar?nda ise ihmal edilebilir d?zeydedir. T?ketim (bir ki?i a??s?ndan) ABD'de 10,3 kW'a (rekor de?erlerden biri), Rusya Federasyonu'nda 6,3 kW'a, ?ngiltere'de 5,1 kW'a vb. E?ittir, ancak di?er yandan e?ittir Banglade?'te yaln?zca 0,21 kW (ABD enerji t?ketiminin yaln?zca %2'si!).

2. D?nya enerji t?ketimi ?arp?c? bi?imde art?yor.

Uluslararas? Enerji Ajans?'n?n (2006) tahminine g?re k?resel enerji t?ketiminin 2030 y?l?na kadar %50 oran?nda artmas? beklenmektedir. Geli?mi? ?lkeler elbette ek enerji olmadan da idare edebilirler, ancak bu b?y?me, 1,5 milyar insan?n ciddi elektrik kesintisinden muzdarip oldu?u geli?mekte olan ?lkelerdeki insanlar? yoksulluktan kurtarmak i?in gereklidir.


3. ?u anda d?nya enerjisinin %80'i fosil yak?tlar?n yak?lmas?ndan sa?lan?yor (petrol, k?m?r ve gaz), kullan?m?:
a) potansiyel olarak y?k?c? ?evresel de?i?iklikler riski olu?turur;
b) ka??n?lmaz olarak bir g?n sona ermelidir.

S?ylenenlerden, art?k fosil yak?t kullanma ?a??n?n sonuna haz?rlanmam?z gerekti?i a??kt?r.

G?n?m?zde n?kleer santraller, atom ?ekirde?inin fisyon reaksiyonlar? s?ras?nda a???a ??kan enerjiyi b?y?k ?l?ekte ?retmektedir. Bu t?r istasyonlar?n olu?turulmas? ve geli?tirilmesi m?mk?n olan her ?ekilde te?vik edilmeli, ancak bunlar?n i?letilmesi i?in en ?nemli malzemelerden birinin (ucuz uranyum) rezervlerinin de ?n?m?zdeki 50 y?l i?inde tamamen t?kenebilece?i dikkate al?nmal?d?r. . N?kleer fisyona dayal? enerjinin olanaklar?, daha verimli enerji d?ng?lerinin kullan?lmas? yoluyla ?nemli ?l??de geni?letilebilir (ve geni?letilmelidir), bu da ?retilen enerji miktar?n?n neredeyse iki kat?na ??kmas?na olanak tan?r. Bu y?nde enerji geli?tirmek i?in, reaksiyonun orijinal uranyumdan daha fazla toryum ?retti?i ve bunun sonucunda toplam enerji miktar?n?n ?retildi?i toryum reakt?rleri (toryum ?retici reakt?rler veya ?retici reakt?rler olarak adland?r?lan) olu?turmak gerekir. Belirli bir madde miktar? i?in 40 kat artar. Ayr?ca, uranyum reakt?rlerinden ?ok daha verimli olan ve 60 kat daha fazla enerji ?retebilen h?zl? n?tronlar? kullanan pl?tonyum yeti?tiricilerinin yarat?lmas? da umut verici g?r?n?yor. Bu alanlar? geli?tirmek i?in, uranyum elde etmek i?in yeni, standart d??? y?ntemler geli?tirmek gerekebilir (?rne?in, en eri?ilebilir gibi g?r?nen deniz suyundan).

F?zyon enerji santralleri

?ekilde cihaz?n ?ematik diyagram? (?l?eksiz) ve bir termon?kleer enerji santralinin ?al??ma prensibi g?sterilmektedir. Orta k?s?mda, hacmi ~2000 m3 olan, 100 M°C'nin ?zerinde bir s?cakl??a ?s?t?lan trityum-d?teryum (T-D) plazmas?yla doldurulmu? toroidal (halka ?eklinde) bir oda bulunmaktad?r. F?zyon reaksiyonu (1) s?ras?nda ?retilen n?tronlar “manyetik ?i?eyi” terk ederek yakla??k 1 m kal?nl???nda ?ekilde g?sterilen kabu?a girerler.

Kabu?un i?inde n?tronlar lityum atomlar?yla ?arp??arak trityum ?reten bir reaksiyona neden olur:

n?tron + lityum -> helyum + trityum

Ek olarak, sistemde (trityum olu?madan) rakip reaksiyonlar meydana gelir ve ayr?ca ek n?tronlar?n sal?nmas?yla bir?ok reaksiyon meydana gelir ve bu da daha sonra trityum olu?umuna yol a?ar (bu durumda ek n?tronlar?n sal?nmas? m?mk?nd?r) ?rne?in kabu?a ve kur?una berilyum atomlar?n?n eklenmesiyle ?nemli ?l??de artt?r?lm??t?r). Genel sonu?, bu tesisin (en az?ndan teorik olarak) trityum ?retecek bir n?kleer f?zyon reaksiyonuna girebilece?i y?n?ndedir. Bu durumda, ?retilen trityum miktar? sadece tesisin kendi ihtiya?lar?n? kar??lamamal?, ayn? zamanda biraz daha fazla olmal?, bu da yeni tesislerin trityumla beslenmesini m?mk?n k?lacakt?r. A?a??da a??klanan ITER reakt?r?nde test edilmesi ve uygulanmas? gereken bu ?al??ma konseptidir.

Buna ek olarak, n?tronlar?n, (nispeten "s?radan" in?aat malzemelerinin kullan?laca??) pilot tesisler olarak adland?r?lan tesislerde kabu?u yakla??k 400°C'ye kadar ?s?tmas? gerekir. Gelecekte, en yeni y?ksek mukavemetli malzemelerin (silisyum karb?r kompozitler gibi) kullan?lmas?yla elde edilebilecek, 1000°C'nin ?zerinde kabuk ?s?tma s?cakl???na sahip geli?mi? tesislerin olu?turulmas? planlanmaktad?r. Kabukta ?retilen ?s?, geleneksel istasyonlarda oldu?u gibi, bir so?utucu (?rne?in su veya helyum i?eren) i?eren birincil so?utma devresi taraf?ndan al?n?r ve su buhar?n?n ?retilip t?rbinlere beslendi?i ikincil devreye aktar?l?r.

1985 - Sovyetler Birli?i, ?nde gelen d?rt ?lkenin f?zyon reakt?rleri olu?turma konusundaki deneyimlerini kullanarak yeni nesil Tokamak tesisini ?nerdi. Amerika Birle?ik Devletleri, Japonya ve Avrupa Toplulu?u ile birlikte projenin uygulanmas?na y?nelik bir teklif sundu.

?u anda Fransa'da, plazmay? "ate?leyebilen" ilk tokamak olacak olan, a?a??da a??klanan uluslararas? deneysel termon?kleer reakt?r ITER'nin (Uluslararas? Tokamak Deneysel Reakt?r?) in?aat? devam etmektedir.

Mevcut en geli?mi? tokamak tesisleri, bir f?zyon istasyonunun ?al??mas? i?in gereken de?erlere yak?n olan, yakla??k 150 M°C'lik s?cakl?klara uzun s?redir ula?maktad?r, ancak ITER reakt?r?, uzun s?re tasarlanm?? ilk b?y?k ?l?ekli enerji santrali olmal?d?r. vadeli operasyon. Gelecekte, belirli bir s?cakl?kta n?kleer f?zyon h?z? bas?nc?n karesiyle orant?l? oldu?undan, her ?eyden ?nce plazmadaki bas?nc?n artt?r?lmas?n? gerektirecek ?al??ma parametrelerini ?nemli ?l??de iyile?tirmek gerekecektir. Bu durumda temel bilimsel sorun, plazmadaki bas?n? artt???nda ?ok karma??k ve tehlikeli dengesizliklerin, yani dengesiz ?al??ma modlar?n?n ortaya ??kmas?yla ilgilidir.

buna neden ihtiyac?m?z var?

N?kleer f?zyonun temel avantaj?, do?ada yak?t olarak ?ok yayg?n olan maddelerin yaln?zca ?ok k???k miktarlar?n? gerektirmesidir. A??klanan tesislerdeki n?kleer f?zyon reaksiyonu, geleneksel kimyasal reaksiyonlar (fosil yak?tlar?n yanmas? gibi) s?ras?nda a???a ??kan standart ?s?dan on milyon kat daha fazla, muazzam miktarda enerjinin a???a ??kmas?na yol a?abilir. Kar??la?t?rma i?in, 1 gigawatt (GW) kapasiteli bir termik santrale g?? sa?lamak i?in gereken k?m?r miktar?n?n g?nde 10.000 ton (on demiryolu vagonu) oldu?unu ve ayn? g??teki bir f?zyon tesisinin yaln?zca yakla??k olarak yakl. G?nde 1 kilogram D+T kar???m?.

D?teryum, hidrojenin kararl? bir izotopudur; Yakla??k her 3.350 s?radan su molek?l?nden birinde, hidrojen atomlar?ndan birinin yerini d?teryum al?r (B?y?k Patlama'dan kalma bir miras). Bu ger?ek, gerekli miktarda d?teryumun sudan olduk?a ucuz ?retimini organize etmeyi kolayla?t?r?r. Karars?z olan trityumun elde edilmesi daha zordur (yar? ?mr? yakla??k 12 y?ld?r, bunun sonucunda do?adaki i?eri?i ihmal edilebilir d?zeydedir), ancak yukar?da g?sterildi?i gibi trityum, ?al??ma s?ras?nda do?rudan termon?kleer tesisin i?inde g?r?necektir, N?tronlar?n lityum ile reaksiyonu nedeniyle.

Bu nedenle, bir f?zyon reakt?r?n?n ba?lang?? yak?t? lityum ve sudur. Lityum, ev aletlerinde (cep telefonu pilleri vb.) yayg?n olarak kullan?lan yayg?n bir metaldir. Yukar?da anlat?lan tesis, ideal olmayan verim dikkate al?nd???nda dahi, 70 ton k?m?r?n i?erdi?i enerjiye e?de?er olan 200.000 kWh elektrik enerjisi ?retebilecektir. Bunun i?in gerekli olan lityum miktar? bir bilgisayar pilinde, d?teryum miktar? ise 45 litre suda bulunmaktad?r. Yukar?daki de?er, AB ?lkelerinde 30 y?ll?k mevcut elektrik t?ketimine (ki?i ba??na hesaplanan) kar??l?k gelmektedir. Bu kadar ?nemsiz miktardaki lityumun, bu kadar miktarda elektrik ?retimini (CO2 emisyonu olmadan ve en ufak bir hava kirlili?i olmadan) sa?layabilmesi, (t?m geli?melere ra?men) termon?kleer enerjinin en h?zl? ve en g??l? geli?imi i?in olduk?a ciddi bir arg?mand?r. zorluklar ve problemler) ve hatta bu t?r bir ara?t?rman?n ba?ar?s?na y?zde y?z g?ven olmadan.

D?teryumun milyonlarca y?l dayanmas? gerekir ve kolayl?kla ??kar?labilen lityum rezervleri, y?zlerce y?ll?k ihtiya?lar? kar??lamaya yeterlidir. Kayalardaki lityum t?kense bile, onu, ekonomik olarak uygun hale getirmeye yetecek kadar y?ksek konsantrasyonlarda (uranyum konsantrasyonunun 100 kat?) bulundu?u sudan ??karabiliriz.

Fransa'n?n Cadarache kenti yak?nlar?nda deneysel bir termon?kleer reakt?r (Uluslararas? termon?kleer deneysel reakt?r) in?a ediliyor. ITER projesinin temel amac? end?striyel ?l?ekte kontroll? bir termon?kleer f?zyon reaksiyonu uygulamakt?r.

Termon?kleer yak?t?n birim a??rl??? ba??na, ayn? miktarda organik yak?t yak?ld???ndan yakla??k 10 milyon kat daha fazla enerji elde edilir ve ?u anda faaliyette olan n?kleer santrallerin reakt?rlerinde uranyum ?ekirdeklerinin b?l?nmesinden yakla??k y?z kat daha fazla enerji elde edilir. Bilim adamlar?n?n ve tasar?mc?lar?n hesaplamalar? ger?ekle?irse bu, insanl??a t?kenmez bir enerji kayna?? sa?layacakt?r.

Bu nedenle, bir dizi ?lke (Rusya, Hindistan, ?in, Kore, Kazakistan, ABD, Kanada, Japonya, Avrupa Birli?i ?lkeleri), yeni enerji santrallerinin prototipi olan Uluslararas? Termon?kleer Ara?t?rma Reakt?r?n? olu?turmak i?in g??lerini birle?tirdi.

ITER, hidrojen ve trityum atomlar?n?n (hidrojenin bir izotopu) sentezi i?in ko?ullar yaratan ve bunun sonucunda yeni bir atomun (helyum atomu) olu?mas?n? sa?layan bir tesistir. Bu s?rece b?y?k bir enerji patlamas? e?lik ediyor: termon?kleer reaksiyonun meydana geldi?i plazman?n s?cakl??? yakla??k 150 milyon santigrat derecedir (kar??la?t?rma i?in G?ne?'in ?ekirde?inin s?cakl??? 40 milyon derecedir). Bu durumda izotoplar yanarak neredeyse hi? radyoaktif at?k b?rakmaz.
Uluslararas? projeye kat?l?m plan?, reakt?r bile?enlerinin tedarikini ve in?aat?n?n finansman?n? ?ng?r?yor. Bunun kar??l???nda, kat?l?mc? ?lkelerin her biri, bir termon?kleer reakt?r olu?turmaya y?nelik t?m teknolojilere ve seri g??l? termon?kleer reakt?rlerin tasar?m?na temel olu?turacak olan bu reakt?r ?zerindeki t?m deneysel ?al??malar?n sonu?lar?na tam eri?im hakk?na sahip olacak.

Termon?kleer f?zyon prensibine dayanan reakt?r, radyoaktif radyasyon i?ermiyor ve ?evre i?in tamamen g?venli. D?nyan?n hemen hemen her yerinde bulunabilir ve yak?t? s?radan sudur. ITER'in in?as?n?n yakla??k on y?l s?rmesi bekleniyor, bunun ard?ndan reakt?r?n 20 y?l s?reyle kullan?mda kalmas? bekleniyor.


Rusya'n?n ?n?m?zdeki y?llarda ITER Termon?kleer Reakt?r ?n?aat? Uluslararas? Organizasyonu Konseyi'ndeki ??karlar?, Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu ?yesi Mikhail Kovalchuk, Rusya Bilimler Akademisi Kristalografi Enstit?s? Kurchatov Enstit?s? Direkt?r? taraf?ndan temsil edilecek. Bilim, Teknoloji ve E?itim Ba?kanl?k Konseyi Bilim ve Bilimsel Sekreteri. Kovalchuk, ?n?m?zdeki iki y?l i?in ITER Uluslararas? Konseyi ba?kanl???na se?ilen ve bu pozisyonu kat?l?mc? bir ?lkenin resmi temsilcisinin g?revleriyle birle?tirme hakk?na sahip olmayan bu g?revde ge?ici olarak akademisyen Evgeniy Velikhov'un yerini alacak.

Toplam in?aat maliyetinin 5 milyar avro oldu?u tahmin ediliyor ve ayn? miktar reakt?r?n deneme i?letmesi i?in de gerekli olacak. Hindistan, ?in, Kore, Rusya, ABD ve Japonya'n?n paylar? toplam de?erin yakla??k y?zde 10'unu olu?tururken, y?zde 45'i Avrupa Birli?i ?lkelerinden geliyor. Ancak Avrupa devletleri, maliyetlerin aralar?nda tam olarak nas?l da??t?laca?? konusunda hen?z anla?maya varmad?. Bu nedenle in?aat?n ba?lamas? Nisan 2010'a ertelendi. Son gecikmeye ra?men ITER'de yer alan bilim insanlar? ve yetkililer projeyi 2018 y?l?na kadar tamamlayabileceklerini s?yl?yor.

ITER'in tahmini termon?kleer g?c? 500 megavatt?r. Bireysel m?knat?s par?alar? 200 ila 450 ton a??rl??a ula??r. ITER'i so?utmak i?in g?nde 33 bin metrek?p suya ihtiya? duyulacak.

1998 y?l?nda ABD projeye kat?l?m?n? finanse etmeyi b?rakt?. Cumhuriyet?ilerin iktidara gelmesinin ve Kaliforniya'da kesintilerin ba?lamas?n?n ard?ndan Bush y?netimi enerji yat?r?mlar?n? art?raca??n? duyurdu. Amerika Birle?ik Devletleri uluslararas? projeye kat?lma niyetinde de?ildi ve kendi termon?kleer projesiyle me?guld?. 2002'nin ba?lar?nda Ba?kan Bush'un teknoloji dan??man? John Marburger III, ABD'nin fikrini de?i?tirdi?ini ve projeye geri d?nme niyetinde oldu?unu s?yledi.

Kat?l?mc? say?s? a??s?ndan proje, bir ba?ka b?y?k uluslararas? bilimsel proje olan Uluslararas? Uzay ?stasyonu ile kar??la?t?r?labilir. Daha ?nce 8 milyar dolara ula?an ITER'in maliyeti daha sonra 4 milyar?n alt?na d??t?. ABD'nin kat?l?mdan ?ekilmesi sonucunda reakt?r g?c?n?n 1,5 GW'tan 500 MW'a d???r?lmesine karar verildi. Buna g?re projenin fiyat? da d??t?.

Haziran 2002'de Rusya'n?n ba?kentinde “Moskova'da ITER G?nleri” sempozyumu d?zenlendi. Ba?ar?s? insanl???n kaderini de?i?tirebilecek ve ona verimlilik ve ekonomi a??s?ndan yaln?zca G?ne? enerjisiyle kar??la?t?r?labilecek yeni bir enerji t?r? verebilecek bir projenin yeniden canland?r?lmas?n?n teorik, pratik ve organizasyonel sorunlar?n? tart??t?.

Temmuz 2010'da, ITER uluslararas? termon?kleer reakt?r projesine kat?lan ?lkelerin temsilcileri, Fransa'n?n Cadarache kentinde d?zenlenen ola?an?st? bir toplant?da b?t?esini ve in?aat program?n? onaylad?. .

Son ola?an?st? toplant?da proje kat?l?mc?lar?, plazmayla ilgili ilk deneylerin ba?lang?? tarihini - 2019 - onaylad?lar. Tam deneylerin Mart 2027 i?in planlanmas? planlan?yor, ancak proje y?netimi teknik uzmanlardan s?reci optimize etmeye ?al??malar?n? ve deneylere 2026'da ba?lamalar?n? istedi. Toplant? kat?l?mc?lar? ayr?ca reakt?r?n in?as?n?n maliyetine de karar verdi, ancak tesisin in?as? i?in harcanmas? planlanan miktarlar a??klanmad?. ScienceNOW portal? edit?r?n?n isimsiz bir kaynaktan ald??? bilgiye g?re, deneyler ba?lad???nda ITER projesinin maliyeti 16 milyar avroyu bulabilir.

Cadarache'deki toplant? ayn? zamanda yeni proje y?neticisi Japon fizik?i Osamu Motojima'n?n da ilk resmi ?al??ma g?n? oldu. Ondan ?nce projeyi, b?t?e ve in?aat son tarihleri onayland?ktan hemen sonra g?revinden ayr?lmak isteyen Japon Kaname Ikeda 2005'ten beri y?r?t?yordu.

ITER f?zyon reakt?r? Avrupa Birli?i, ?svi?re, Japonya, ABD, Rusya, G?ney Kore, ?in ve Hindistan'?n ortak projesidir. ITER olu?turma fikri ge?en y?zy?l?n 80'li y?llar?ndan beri d???n?l?yor, ancak mali ve teknik zorluklar nedeniyle projenin maliyeti s?rekli art?yor ve in?aat?n ba?lama tarihi s?rekli erteleniyor. 2009 y?l?nda uzmanlar, reakt?r?n olu?turulmas?na y?nelik ?al??malar?n 2010 y?l?nda ba?lamas?n? bekliyordu. Daha sonra bu tarih kayd?r?larak reakt?r?n f?rlat?lma tarihi olarak ?nce 2018, ard?ndan 2019 y?l? se?ildi.

Termon?kleer f?zyon reaksiyonlar?, hafif izotop ?ekirdeklerinin daha a??r bir ?ekirdek olu?turmak ?zere f?zyonunun reaksiyonlar? olup, buna b?y?k bir enerji sal?n?m? e?lik eder. Teorik olarak f?zyon reakt?rleri d???k maliyetle ?ok fazla enerji ?retebiliyor ancak ?u anda bilim insanlar? f?zyon reaksiyonunu ba?latmak ve s?rd?rmek i?in ?ok daha fazla enerji ve para harc?yor.

Termon?kleer f?zyon, enerji ?retmenin ucuz ve ?evre dostu bir yoludur. G?ne?'te milyarlarca y?ld?r kontrols?z termon?kleer f?zyon meydana geliyor - helyum, a??r hidrojen izotop d?teryumdan olu?uyor. Bu muazzam miktarda enerji a???a ??kar?r. Ancak D?nya'daki insanlar bu t?r reaksiyonlar? kontrol etmeyi hen?z ??renemediler.

ITER reakt?r? yak?t olarak hidrojen izotoplar?n? kullanacak. Termon?kleer reaksiyon s?ras?nda, hafif atomlar daha a??r atomlarla birle?ti?inde enerji a???a ??kar. Bunu ba?armak i?in gaz?n 100 milyon derecenin ?zerinde bir s?cakl??a, yani G?ne?'in merkezindeki s?cakl?ktan ?ok daha y?ksek bir s?cakl??a ?s?t?lmas? gerekiyor. Bu s?cakl?kta gaz plazmaya d?n???r. Ayn? zamanda hidrojen izotop atomlar? birle?erek ?ok say?da n?tronun sal?nmas?yla helyum atomlar?na d?n???r. Bu prensiple ?al??an bir enerji santrali, yo?un bir malzeme tabakas? (lityum) taraf?ndan yava?lat?lan n?tronlar?n enerjisini kullanacakt?r.

Termon?kleer tesislerin olu?turulmas? neden bu kadar uzun s?rd??

Yar?m asra yak?n s?redir faydalar? tart???lan bu kadar ?nemli ve de?erli tesisler neden hala olu?turulmad?? Birincisi d?? veya sosyal olarak adland?r?labilecek ve di?er ikisi i?, yani termon?kleer enerjinin kendisinin geli?iminin yasalar? ve ko?ullar? taraf?ndan belirlenen ?? ana neden vard?r (a?a??da tart???lm??t?r).

1. Uzun bir s?re, termon?kleer f?zyon enerjisinin pratik kullan?m? sorununun acil kararlar ve eylemler gerektirmedi?ine inan?l?yordu, ??nk? ge?en y?zy?l?n 80'li y?llar?nda fosil yak?t kaynaklar? t?kenmez g?r?n?yordu ve ?evre sorunlar? ve iklim de?i?ikli?i kamuoyunu ilgilendirmiyor. 1976'da ABD Enerji Bakanl???'n?n F?zyon Enerjisi Dan??ma Komitesi, ?e?itli ara?t?rma finansman? se?enekleri kapsam?nda Ar-Ge ve bir g?steri f?zyon enerji santrali i?in zaman ?er?evesini tahmin etmeye ?al??t?. Ayn? zamanda, bu y?ndeki ara?t?rmalar i?in y?ll?k fon hacminin tamamen yetersiz oldu?u ve mevcut ?denek seviyesi korunursa, tahsis edilen fonlar uyu?mad??? i?in termon?kleer tesislerin olu?turulmas?n?n asla ba?ar?l? olmayaca?? ke?fedildi. minimum, kritik seviyeye kadar.

2. Bu alandaki ara?t?rmalar?n geli?mesinin ?n?ndeki daha ciddi bir engel, tart???lan t?rden bir termon?kleer tesisin k???k ?l?ekte olu?turulamamas? ve g?sterilememesidir. A?a??da sunulan a??klamalardan, termon?kleer f?zyonun yaln?zca plazman?n manyetik olarak hapsedilmesini de?il, ayn? zamanda yeterli derecede ?s?t?lmas?n? da gerektirdi?i a??k?a ortaya ??kacakt?r. Harcanan ve al?nan enerjinin oran?, en az?ndan tesisin do?rusal boyutlar?n?n karesiyle orant?l? olarak artar, bunun sonucunda termon?kleer tesislerin bilimsel ve teknik yetenekleri ve avantajlar? yaln?zca olduk?a b?y?k istasyonlarda test edilebilir ve g?sterilebilir. bahsedilen ITER reakt?r? gibi. Ba?ar? konusunda yeterli g?ven sa?lanana kadar toplum bu kadar b?y?k projeleri finanse etmeye haz?r de?ildi.

3. Termon?kleer enerjinin geli?imi olduk?a karma??kt?r, ancak (yetersiz finansmana ve JET ve ITER tesislerinin olu?turulmas? i?in merkezlerin se?ilmesindeki zorluklara ra?men), hen?z bir i?letim istasyonu olu?turulmam?? olmas?na ra?men son y?llarda net bir ilerleme g?zlemlenmi?tir.

Modern d?nya, daha do?ru bir ifadeyle “belirsiz enerji krizi” olarak adland?r?labilecek ?ok ciddi bir enerji sorunuyla kar?? kar??yad?r. Sorun, fosil yak?t rezervlerinin bu y?zy?l?n ikinci yar?s?nda t?kenebilecek olmas?ndan kaynaklan?yor. Dahas?, fosil yak?tlar?n yak?lmas?, gezegenin iklimindeki b?y?k de?i?iklikleri ?nlemek i?in atmosfere sal?nan karbondioksitin (yukar?da bahsedilen CCS program?) bir ?ekilde tecrit edilmesi ve "depolanmas?" ihtiyac?na yol a?abilir.

?u anda insanl???n t?ketti?i enerjinin neredeyse tamam? fosil yak?tlar?n yak?lmas?yla ?retiliyor ve sorunun ??z?m? g?ne? enerjisi veya n?kleer enerjinin kullan?lmas?yla (h?zl? n?tron ?reten reakt?rlerin olu?turulmas? vb.) ili?kilendirilebilir. Geli?mekte olan ?lkelerin artan n?fusunun ve ya?am standartlar?n? iyile?tirme ve ?retilen enerji miktar?n? art?rma ihtiya?lar?n?n neden oldu?u k?resel sorun, tek ba??na bu yakla??mlar temelinde ??z?lemez, ancak elbette alternatif enerji ?retimi y?ntemleri geli?tirmeye y?nelik herhangi bir giri?imde bulunulamaz. te?vik edilmelidir.

A??k?a s?ylemek gerekirse, davran?? stratejileri konusunda ?ok az se?ene?imiz var ve ba?ar? garantisi olmamas?na ra?men termon?kleer enerjinin geli?tirilmesi son derece ?nemli. Financial Times gazetesi (25 Ocak 2004 tarihli) bu konuda ?unlar? yazd?:

Termon?kleer enerjinin geli?imine giden yolda b?y?k ve beklenmedik s?rprizlerin ya?anmayaca??n? umal?m. Bu durumda, yakla??k 30 y?l sonra ilk kez enerji a?lar?na buradan elektrik ak?m? sa?layabilece?iz ve 10 y?l sonra da ilk ticari termon?kleer enerji santrali faaliyete ge?ecek. N?kleer f?zyon enerjisinin bu y?zy?l?n ikinci yar?s?nda fosil yak?tlar?n yerini almaya ba?lamas? ve giderek k?resel ?l?ekte insanl??a enerji sa?lamada giderek daha ?nemli bir rol oynamaya ba?lamas? muhtemeldir.

Termon?kleer enerji yaratma g?revinin (t?m insanl?k i?in etkili ve b?y?k ?l?ekli bir enerji kayna?? olarak) ba?ar?yla tamamlanaca??n?n kesin bir garantisi yoktur, ancak bu y?nde ba?ar? olas?l??? olduk?a y?ksektir. Termon?kleer istasyonlar?n muazzam potansiyeli g?z ?n?ne al?nd???nda, bunlar?n h?zl? (ve hatta h?zland?r?lm??) geli?imine y?nelik projelerin t?m maliyetlerinin hakl? oldu?u d???n?lebilir, ?zellikle de devasa k?resel enerji piyasas?n?n arka plan?nda bu yat?r?mlar ?ok m?tevaz? g?r?nd??? i?in (y?lda 4 trilyon dolar8). ?nsanl???n enerji ihtiyac?n?n kar??lanmas? ?ok ciddi bir sorundur. Fosil yak?tlar daha az bulunur hale geldik?e (ve bunlar?n kullan?m? istenmeyen hale geldik?e), durum de?i?iyor ve f?zyon enerjisini geli?tirmemeyi g?ze alamay?z.

“Termon?kleer enerji ne zaman ortaya ??kacak?” Sorusuna Lev Artsimovich (bu alanda tan?nm?? bir ?nc? ve ara?t?rma lideri) bir keresinde ??yle yan?t vermi?ti: "?nsanl?k i?in ger?ekten gerekli oldu?unda yarat?lacak"

ITER, t?ketti?inden daha fazla enerji ?reten ilk f?zyon reakt?r? olacak. Bilim insanlar? bu ?zelli?i "Q" ad?n? verdikleri basit bir katsay? kullanarak ?l??yorlar. ITER t?m bilimsel hedeflerine ula??rsa t?ketti?inden 10 kat daha fazla enerji ?retecek. ?n?a edilen son cihaz, ?ngiltere'deki Ortak Avrupa Torus'u, bilimsel ara?t?rman?n son a?amalar?nda neredeyse 1'lik bir Q de?erine ula?an daha k???k bir prototip f?zyon reakt?r?d?r. Bu, t?ketti?i enerjiyle tamamen ayn? miktarda enerji ?retti?i anlam?na gelir. . ITER, f?zyondan enerji ?retimini g?stererek ve 10 Q de?erine ula?arak bunun ?tesine ge?ecek. Buradaki fikir, yakla??k 50 MW'l?k enerji t?ketiminden 500 MW ?retmektir. Bu nedenle ITER'in bilimsel hedeflerinden biri, 10'luk bir Q de?erine ula??labilece?ini kan?tlamakt?r.

Bir di?er bilimsel hedef ise ITER'in ?ok uzun bir "yanma" s?resine (bir saate kadar uzat?lm?? bir darbe) sahip olmas?d?r. ITER, s?rekli enerji ?retemeyen bir ara?t?rma deneysel reakt?r?d?r. ITER ?al??maya ba?lad???nda bir saat s?reyle a??k kalacak, ard?ndan kapat?lmas? gerekecektir. Bu ?nemlidir, ??nk? ?imdiye kadar yaratt???m?z tipik cihazlar birka? saniye, hatta saniyenin onda biri kadar bir yanma s?resine sahip olabiliyordu; bu maksimumdur. "Ortak Avrupa Torus", 20 saniyelik darbe uzunlu?uyla yakla??k iki saniyelik yanma s?resiyle Q de?eri 1'e ula?t?. Ancak birka? saniye s?ren bir s?re? ger?ekten kal?c? de?ildir. Bir araban?n motorunu ?al??t?rmaya benzetmek gerekirse: motoru k?sa s?reli?ine a??p sonra kapatmak, hen?z araban?n ger?ek ?al??mas? de?ildir. Araban?z? ancak yar?m saat kulland???n?zda sabit ?al??ma moduna ula?acak ve b?yle bir araban?n ger?ekten s?r?lebilece?ini g?sterecek.

Yani, teknik ve bilimsel a??dan ITER, 10'luk bir Q de?eri ve artan yanma s?resi sa?layacakt?r.

Termon?kleer f?zyon program? ger?ekten uluslararas? ve do?as? gere?i geni?tir. ?nsanlar zaten ITER'in ba?ar?s?na g?veniyorlar ve bir sonraki ad?m? d???n?yorlar - DEMO ad? verilen end?striyel bir termon?kleer reakt?r?n prototipini olu?turmak. Bunu olu?turmak i?in ITER'in ?al??mas? gerekiyor. Bilimsel hedeflerimize ula?mal?y?z ??nk? bu, ortaya koydu?umuz fikirlerin tamamen uygulanabilir oldu?u anlam?na gelecektir. Ancak her zaman bundan sonra ne olaca??n? d???nmeniz gerekti?ine kat?l?yorum. Ayr?ca ITER 25-30 y?ld?r faaliyet g?sterdi?i i?in bilgimiz giderek derinle?ip geni?leyecek ve bir sonraki ad?m?m?z? daha do?ru bir ?ekilde ?izebilece?iz.

Asl?nda ITER'in tokamak olup olmad??? konusunda hi?bir tart??ma yok. Baz? bilim insanlar? soruyu olduk?a farkl? bir ?ekilde ortaya koyuyor: ITER var olmal? m?? Farkl? ?lkelerdeki uzmanlar, ?ok b?y?k ?l?ekli olmayan termon?kleer projeler geli?tirerek, bu kadar b?y?k bir reakt?re hi? ihtiya? duyulmad???n? savunuyorlar.

Ancak onlar?n g?r??lerinin otoriter oldu?u d???n?lmemelidir. Onlarca y?ld?r toroidal tuzaklarla ?al??an fizik?iler ITER'in olu?turulmas?nda yer ald?. Karada?'taki deneysel termon?kleer reakt?r?n tasar?m?, d?zinelerce ?nceki tokamak ?zerinde yap?lan deneyler s?ras?nda elde edilen t?m bilgilere dayan?yordu. Ve bu sonu?lar reakt?r?n bir tokamak, hem de b?y?k bir reakt?r olmas? gerekti?ini g?steriyor.

JET ?u anda en ba?ar?l? tokamak, AB taraf?ndan Britanya'n?n Abingdon kasabas?nda in?a edilen JET olarak kabul edilebilir. Bu bug?ne kadar olu?turulan en b?y?k tokamak tipi reakt?rd?r, plazma torusunun b?y?k yar??ap? 2,96 metredir. Termon?kleer reaksiyonun g?c?, 10 saniyeye kadar tutma s?resiyle ?imdiden 20 megavat?n ?zerine ??kt?. Reakt?r plazmaya aktar?lan enerjinin yakla??k %40'?n? geri verir.

Enerji dengesini belirleyen ?ey plazman?n fizi?idir” dedi Igor Semenov Infox.ru'ya. MIPT do?enti enerji dengesinin ne oldu?unu basit bir ?rnekle anlatt?: “Hepimiz bir ate?in yand???n? g?rd?k. Asl?nda orada yanan odun de?il gazd?r. Oradaki enerji zinciri ?u ?ekildedir: Gaz yanar, odun ?s?n?r, odun buharla??r, gaz tekrar yanar. Dolay?s?yla ate?e su atarsak s?v? suyun buhar haline faz ge?i?i i?in sistemden aniden enerji ?ekmi? oluruz. Bakiye negatif olacak ve yang?n s?necek. Ba?ka bir yol daha var; ate? yak?c?lar? al?p uzaya yayabiliriz. Ate? de s?necek. ?n?a etti?imiz termon?kleer reakt?rde de durum ayn?. Boyutlar, bu reakt?r i?in uygun bir pozitif enerji dengesi olu?turacak ?ekilde se?ilmi?tir. Gelecekte ger?ek bir n?kleer enerji santrali in?a etmek i?in yeterli, bu deneysel a?amada ?u anda ??z?lmemi? t?m sorunlar? ??z?yor.

Reakt?r?n boyutlar? bir kez de?i?tirildi. Bu, Amerika Birle?ik Devletleri'nin projeden ?ekildi?i ve geri kalan ?yelerin ITER b?t?esinin (o zamana kadar 10 milyar ABD dolar? olarak tahmin ediliyordu) ?ok b?y?k oldu?unu fark etti?i 20.-21. y?zy?llar?n ba??nda ger?ekle?ti. Kurulum maliyetini azaltmak i?in fizik?ilere ve m?hendislere ihtiya? duyuldu. Ve bu ancak b?y?kl?k nedeniyle yap?labilirdi. ITER'in "yeniden tasarlanmas?", daha ?nce Karada?'ta Frans?z Tore Supra tokamak ?zerinde ?al??m?? olan Frans?z fizik?i Robert Aymar taraf?ndan y?netildi. Plazma torusunun d?? yar??ap? 8,2 metreden 6,3 metreye d???r?ld?. Bununla birlikte, boyutun k???lt?lmesiyle ili?kili riskler, o zamanlar a??k olan ve ?zerinde ?al???lan plazma s?n?rlama modunun uygulanmas?n? m?mk?n k?lan birka? ek s?per iletken m?knat?sla k?smen telafi edildi.