Ticari olarak elektrik üretmek için düşük maliyetli bir yol üzerinde çalışan bir füzyon enerjisi girişimi olan Zap Energy, geçen hafta, araştırmacılarının sonunda tükettiğinden daha fazla elektrik üreteceğine inandığı bir sistemi test etme yolunda önemli bir adım attığını söyledi.
Bu nokta, fosil yakıtlardan uzaklaşırken dünyanın enerji sorununu çözmede bir dönüm noktası olarak görülüyor. Neredeyse üç düzine start-up’tan ve büyük ölçüde finanse edilen hükümet geliştirme projelerinden oluşan gelişmekte olan bir küresel endüstri, çeşitli konseptler peşinde koşuyor. Seattle merkezli Zap Energy, yaklaşımı – işe yararsa – diğer şirketlerin yaptıklarından daha basit ve daha ucuz olacağı için öne çıkıyor.
Günümüzün nükleer santralleri, atomları parçalayarak açığa çıkan enerjiyi yakalayan fisyona dayanmaktadır. Yoğun ısıya ek olarak, sürecin yan ürünleri arasında yüzyıllardır radyoaktif kalan atıklar da bulunuyor. Öte yandan nükleer füzyon, yerçekimi kuvvetlerinin hidrojen atomlarını helyuma kaynaştırdığı güneşin içinde gerçekleşen süreci kopyalar.
Yarım yüzyıldan fazla bir süredir fizikçiler, esasen güneşin gücünü şişeleyen kontrollü bir füzyon reaksiyonuna dayanan ticari enerji santralleri vizyonunu takip ettiler. Böyle bir enerji santrali, radyoaktif yan ürünler olmadan tükettiğinden kat kat daha fazla elektrik üretecektir. Ancak araştırma projelerinin hiçbiri hedefe yaklaşmadı. Yine de, iklim değişikliği korkusu arttıkça, teknolojiye artan bir ilgi var.
Zap Energy’nin başkanı Benj Conway, “Füzyonun enerji karışımımızın bir parçası haline gelmesinin hayati olduğunu düşünüyoruz” dedi.
Birçok rakip çaba, bir füzyon reaksiyonunu başlatmak için bir plazmayı sıkıştırmak için güçlü mıknatıslar veya lazer ışığı patlamaları kullanırken, Zap, Washington Üniversitesi ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndaki fizikçilerin öncülük ettiği bir yaklaşımı takip ediyor.
Bu, iki metrelik bir vakum tüpünden akarken bir elektrik akımı tarafından üretilen bir manyetik alan tarafından sıkıştırılan, genellikle maddenin dördüncü hali olarak tanımlanan enerji verilmiş bir parçacık bulutu olan şekillendirilmiş bir plazma gazına dayanır. Teknik, “kesilmiş akışlı Z-tutam” olarak bilinir.
Zap Energy’nin “tutam” yaklaşımı yeni değil. 18. yüzyılın başlarında yıldırım çarpmalarının etkilerinde gözlemlenmiş olabilir ve 1930’lardan beri füzyon enerjisine giden bir yol olarak önerilmiştir. Yıldırım çarpmalarında ve güneş patlamalarında doğal olarak sıkışmalar meydana gelirken, mühendisler için zorluk, elektriksel ve manyetik kuvvetleri, çevreleyen bir erimiş metal perdesini ısıtmak için radyasyon üretmek için – saniyenin milyonda biri olarak ölçülen – darbelerde yeterince uzun süre stabilize etmektir.
Emekli bir Washington Üniversitesi nükleer mühendisi ve Zap Energy’nin baş teknoloji sorumlusu Brian Nelson, şirketin yeni ve daha güçlü bir deneysel reaktör çekirdeğine başarılı bir şekilde plazma enjekte ettiğini söyledi. Şu anda, şirketin tükettiğinden daha fazla enerji üretmenin mümkün olduğunu kanıtlamasına olanak sağlamak için yeterli enerjiyi sağlamak üzere tasarlanmış bir güç kaynağını tamamlıyor.
Zap araştırmacıları, sistemlerinin işe yaradığını kanıtlarsa, bunun mıknatıs ve lazer hapsine dayalı rakip sistemlerden çok daha ucuz olacağını söylüyorlar. Geleneksel nükleer enerji ile kabaca aynı maliyete sahip olması bekleniyor.
Z-tutam tasarımını deneyen araştırmacılar, plazmayı stabilize etmenin imkansız olduğunu buldular ve Tokamak reaktörü olarak bilinen mıknatıs yaklaşımı lehine fikirden vazgeçtiler.
Washington Üniversitesi’ndeki fizikçiler tarafından yapılan akan plazma tarafından üretilen manyetik alanın stabilize edilmesindeki ilerlemeler, grubun 2017’de Zap Energy’yi kurmasına yol açtı. Şirket, Chevron’dan bir dizi yatırım da dahil olmak üzere 160 milyon dolardan fazla para topladı.
Fusion Industry Association’a göre, füzyon yakıtları ve gelişmiş mıknatıslardaki son teknik gelişmeler, özel yatırımda keskin bir artışa yol açtı. Dünya çapında 35 füzyon şirketi var ve Sam Altman, Jeff Bezos, John Doerr, Bill Gates ve Chris Sacca gibi tanınmış teknoloji yatırımcıları da dahil olmak üzere özel finansman 4 milyar doların üzerine çıktı. Bay Gates ve Bay Sacca, Zap’ın en son finansman turuna yatırım yaptı.
Ancak, füzyon enerjisi araştırmalarındaki ilerlemenin büyük ölçüde bir serap olduğunu ve son yatırımların yakın zamanda ticari füzyon sistemlerine dönüşme olasılığının düşük olduğunu iddia eden hala şüpheci kimseler var.
Geçen sonbaharda, Princeton Üniversitesi’nden emekli bir plazma fizikçisi olan Daniel Jassby, bir Amerikan Fizik Derneği haber bülteninde, Amerika Birleşik Devletleri’nin 1950’lerden beri her on yılda bir gelip giden başka bir “füzyon enerjisi ateşi” döngüsünün ortasında olduğunu yazdı. Start-up şirketlerinin, tükettiklerinden daha fazla enerji üreten sistemleri başarılı bir şekilde inşa etme yolunda olduklarına dair iddialarının gerçekte hiçbir dayanağı olmadığını savundu.
“Bu iddiaların yaygın olarak inanılması, yalnızca destekleyicilerin ve laboratuvar sözcülerinin etkili propagandasından kaynaklanmaktadır” diye yazdı.
Zap Energy fizikçileri ve yöneticileri geçen haftaki röportajlarında, yaklaşımlarının uzun zamandır aranan enerji kırılma noktasına ulaşabileceğini kanıtlamak için bir yıl içinde olduklarına inandıklarını söylediler.
Yaparlarsa, geçen yüzyılın ortalarına kadar uzanan bir dizi araştırma çabasının başarısız olduğu yerde başarılı olacaklardır.
Zap Energy fizikçileri, yakında test etmeye başlayacakları bilgisayar tarafından oluşturulan simülasyonları belgeleyen bir dizi hakemli teknik makalede, nötronlarda dik bir artış üretmek için yaklaşımlarının “ölçeklendirme” gücünü savunduklarını söylediler.
Sistemin bir enerji santrali versiyonu, nötron patlamalarını yakalamak için hareket eden erimiş metalde reaktör çekirdeğini örtecek ve yoğun ısı ile sonuçlanacak ve bu da buhara dönüştürülecek ve bu da elektrik üretecektir.
Zap Energy’nin kurucularından fizikçi ve Washington Üniversitesi profesörü Uri Shumlak, her reaktör çekirdeğinin yaklaşık olarak en az 8.000 eve güç sağlamak için yeterli olan yaklaşık 50 megavat elektrik üreteceğini söyledi.
Şimdi teknik zorluklarının bilgisayar tarafından simüle ettiklerini doğrulamak olduğunu söyledi. Bu, plazmanın Z-tutam füzyon bölümünün sabit kalmasını ve reaktörün yoğun füzyon ortamında hayatta kalabilecek bir elektrot tasarlayabilmelerini sağlamayı içerecektir.
Bay Conway, geçmişteki “her 10 yılda bir milyar dolarlık bir iPhone prototipi oluşturmak” gibi olan büyük, yüksek maliyetli geliştirme çabalarının aksine, Zap’in konseptlerini hızlı bir şekilde kanıtlayabileceğini umduğunu söyledi.
New York Times haberinden çevrildi ve haberleştirildi.