ITER

International Thermonuclear Experimental Reactor

International Fusion Experimental Reactor

Aşağıda güneşin çekirdeğindeki sıcaklıktan on kat daha fazla ısı üretebilen enerji projelerinden bir tanesini tanıtayım dedim. ÇİN’in koordinasyonunda biri Fransa’da ikincisi Çin’de kurulan iki reaktör. Bundan evvelki bir yazımda fizyor ve füzyon arasındaki farkı anlatan bir yazı yayımlamıştım.

Dünyadaki olaylara bakarken birde bu gözlükle bakmamızı sağlar umuduyla... Amerika Çin kavga ediyorlar, güneşten on defa daha fazla ısı verecek reaktörü 22,5 milyar dolar yatırarak ve 35 ülkeyi bir araya getirerek reaktör kuruyorlar. Bizde sen, ben, biz siz bir de onlar.

Aşağıdaki yazı tamamen ITER’in kendi sayfasından tercüme edilmiştir.       

ITER (Latince'de "Yol"), bugün dünyadaki en iddialı enerji projelerinden biridir.

Güney Fransa'da, 35 ülke * dünyanın en büyük tokamak'ı inşa etmek için işbirliği yapıyor.

ITER'de yürütülecek deneysel kampanya, füzyon bilimini ilerletmek ve yarının füzyon santrallerinin yolunu hazırlamak için çok önemlidir.

ITER, net enerji üreten ilk füzyon cihazı olacak. ITER, uzun süre füzyonu koruyan ilk füzyon cihazı olacak. Ve ITER, füzyon bazlı elektriğin ticari üretimi için gerekli olan entegre teknolojileri, malzemeleri ve fizik rejimlerini test eden ilk füzyon cihazı olacak.

Füzyonda uluslararası bir ortak deney fikri ilk olarak 1985 yılında başlatıldığından beri binlerce mühendis ve bilim insanı ITER'in tasarımına katkıda bulundu. ITER Üyeleri - Çin, Avrupa Birliği, Hindistan, Japonya, Kore, Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri - ITER deneysel cihazını inşa etmek ve işletmek için 35 yıllık bir işbirliğine giriyor ve birlikte füzyonu bir demo füzyon reaktörünün tasarlanabileceği noktaya getiriyor.

Sizi, ITER'in bilimi, ITER uluslararası işbirliği ve güney Fransa, Saint Paul-lez-Durance'da devam eden büyük ölçekli bina projesi hakkında daha fazla bilgi için ITER web sitesini keşfetmeye davet ediyoruz.

* 31 Ocak 2020 Güncellemesi: Birleşik Krallık, Avrupa Birliği ve Euratom'dan resmen çekildi, ancak ITER Projesi'ne katılmaya devam etmekle büyük ilgilendiğini ifade etti. Bu yeni ilişkinin şartları geçiş döneminde müzakere edilecektir. Yeni bir düzenlemeye ulaşılıncaya kadar, ITER Konseyi hem personel hem de tedarikçilerle mevcut sözleşmelerin yerine getirilmesi konusunda anlaştı.

ITER NE YAPACAK?

Tokamağın üretebildiği füzyon enerjisi miktarı, çekirdeğinde meydana gelen füzyon reaksiyonlarının sayısının doğrudan bir sonucudur.

Bugün çalışan en büyük makinenin on katı plazma hacmine sahip olan ITER Tokamak, daha uzun plazmalar ve daha iyi hapsetme kapasitesine sahip benzersiz bir deneysel alet olacak. Makine özel olarak şu amaçlarla tasarlanmıştır:

1) 500 MW füzyon gücü üretimi

Füzyon gücü için dünya rekoru, Avrupa tokamak JET'e aittir. 1997'de JET, 24 MW'lık toplam giriş ısıtma gücünden (Q = 0.67) 16 MW füzyon gücü üretti. ITER, 50 MW giriş ısıtma gücünden on kat enerji geri dönüşü (Q = 10) veya 500 MW füzyon gücü üretmek üzere tasarlanmıştır. ITER ürettiği enerjiyi elektrik olarak yakalayamayacak, ancak - tarihteki tüm füzyon deneylerinin ilki olarak net enerji kazancı elde edecek şekilde - yapabilen makinenin yolunu hazırlayacaktır.

2) Bir füzyon enerji santrali için teknolojilerin entegre işleyişini gösteren

ITER, günümüzün daha küçük ölçekli deneysel füzyon cihazları ile geleceğin demonstrasyon füzyon santralleri arasındaki boşluğu dolduracak. Bilim adamları, gelecekteki bir elektrik santralinde beklenene benzer koşullar altında plazmaları inceleyebilecek ve ısıtma, kontrol, teşhis, kriyojenik ve uzaktan bakım gibi teknolojileri test edebilecekler.

3) Reaksiyonun dahili ısıtma yoluyla sürdürüldüğü bir döteryum-trityum plazması elde edinir.

Bugün füzyon araştırması, füzyon reaksiyonundan gelen ısının, reaksiyonun uzun süre devam etmesi için yeterince verimli bir şekilde plazma içinde hapsedildiği bir "yanan plazmayı" keşfetmenin eşiğindedir. Bilim adamları, ITER'deki plazmaların yalnızca çok daha fazla füzyon enerjisi üretmeyeceğinden, aynı zamanda daha uzun süre stabil kalacağından eminler.

4) Trityum yetiştiriciliğini test edin

ITER operasyonunun sonraki aşamalarının görevlerinden biri, vakum kabı içinde trityum üretmenin fizibilitesini göstermektir. Dünya trityum arzı (füzyon reaksiyonunu beslemek için döteryum ile birlikte kullanılır) gelecekteki enerji santrallerinin ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli değildir. ITER, gerçek bir füzyon ortamında teknede trityum yetiştirme battaniyelerini test etmek için eşsiz bir fırsat sağlayacaktır.

5) Bir füzyon cihazının güvenlik özellikleri

ITER, 2012 yılında güvenlik dosyalarının titiz ve tarafsız incelemesine dayalı olarak Fransa'da bir nükleer operatör olarak lisanslandığında ITER, füzyon tarihinde önemli bir dönüm noktası elde etti. ITER operasyonunun birincil hedeflerinden biri, plazmanın kontrolünü ve çevreye ihmal edilebilir sonuçları olan füzyon reaksiyonlarını göstermektir.

FÜZYON NEDİR?

Füzyon, Güneş ve yıldızların enerji kaynağıdır. Bu yıldız cisimlerinin çekirdeğindeki muazzam ısı ve yerçekiminde, hidrojen çekirdekleri çarpışır, daha ağır helyum atomlarına dönüşür ve bu süreçte muazzam miktarda enerji açığa çıkarır.

Yirminci yüzyıl füzyon bilimi, laboratuvar ortamında en etkili füzyon reaksiyonunun iki hidrojen izotopu olan döteryum (D) ve trityum (T) arasındaki reaksiyon olduğunu belirledi. DT füzyon reaksiyonu, "en düşük" sıcaklıklarda en yüksek enerji kazancını üretir.

Bir laboratuvarda füzyon elde etmek için üç koşul yerine getirilmelidir: çok yüksek sıcaklık (150.000.000 ° Santigrat düzeyinde); yeterli plazma partikül yoğunluğu (çarpışmaların meydana gelme olasılığını artırmak için); ve yeterli hapsetme süresi (genişleme eğilimi olan plazmayı belirli bir hacim içinde tutmak için).

Aşırı sıcaklıklarda, elektronlar çekirdeklerden ayrılır ve bir gaz, genellikle maddenin dördüncü hali olarak adlandırılan bir plazma haline gelir. Füzyon plazmaları, hafif elementlerin kaynaşabileceği ve enerji verebileceği ortamı sağlar.

Tokamak cihazında, plazmayı sınırlamak ve kontrol etmek için güçlü manyetik alanlar kullanılır.

Füzyon ve plazmalar hakkında daha fazla bilgi için Bilim bölümüne bakın.

TOKAMAK NEDİR?

Oak Ridge Liderlik Bilgi İşlem Tesisi Jamison Daniel'in izniyle görselleştirme

Günümüzde elektrik santralleri ya fosil yakıtlara, nükleer fisyona ya da rüzgar ya da su gibi yenilenebilir kaynaklara dayanıyor. Enerji kaynağı ne olursa olsun, santraller türbinin dönüşü gibi mekanik gücü elektrik enerjisine dönüştürerek elektrik üretir. Kömürle çalışan bir buhar istasyonunda, kömürün yanması suyu buhara dönüştürür ve buhar da elektrik üretmek için türbin jeneratörlerini çalıştırır.

Tokamak, füzyon enerjisinden yararlanmak için tasarlanmış deneysel bir makinedir. Bir tokamak içinde, atomların füzyonu yoluyla üretilen enerji, kabın duvarlarında ısı olarak emilir. Tıpkı geleneksel bir elektrik santrali gibi, bir füzyon santrali bu ısıyı buhar ve ardından türbinler ve jeneratörler aracılığıyla elektrik üretmek için kullanacaktır.

Bir tokamak'ın kalbi, halka şeklindeki vakum odasıdır. İçeride, aşırı ısı ve basıncın etkisi altında, gaz halindeki hidrojen yakıtı bir plazma haline gelir - tam da hidrojen atomlarının kaynaşarak enerji üretebileceği ortam. (Maddenin bu özel durumu hakkında daha fazla bilgiyi buradan okuyabilirsiniz.) Plazmanın yüklü parçacıkları, kabın etrafına yerleştirilen büyük manyetik bobinlerle şekillendirilebilir ve kontrol edilebilir; fizikçiler bu önemli özelliği, sıcak plazmayı damar duvarlarından uzak tutmak için kullanırlar. "Tokamak" terimi bize "manyetik bobinli toroidal oda" anlamına gelen Rusça bir kısaltmadan gelmektedir.

İlk olarak 1960'ların sonlarında Sovyet araştırması tarafından geliştirilen tokamak, manyetik füzyon cihazının en umut verici konfigürasyonu olarak dünya çapında benimsenmiştir. ITER, plazma haznesi hacminin on katı ile şu anda operasyonda olan en büyük makinenin iki katı büyüklüğünde dünyanın en büyük tokamak'ı olacak.

KİMLER KATILIYOR?

ITER Projesi, 35 ülkeden oluşan dünya çapında bir işbirliğidir.

ITER Üyeleri Çin, Avrupa Birliği, Hindistan, Japonya, Kore, Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri bilimdeki en büyük sınırlardan birini fethetmek için kaynakları birleştirdi - Dünya'da Güneşi ve yıldızları besleyen sınırsız enerjiyi yeniden üretti.

2006 yılında imzalanan ITER Anlaşmasının imzacıları olarak, yedi üye proje inşaatı, işletimi ve hizmetten çıkarma maliyetlerini paylaşacak. Ayrıca deneysel sonuçları ve üretim, inşaat ve işletme aşamalarından kaynaklanan her türlü fikri mülkiyeti paylaşırlar.

Avrupa, inşaat maliyetlerinin en büyük kısmından (yüzde 45,6) sorumludur; geri kalanı ise Çin, Hindistan, Japonya, Kore, Rusya ve ABD (her biri yüzde 9,1) tarafından eşit olarak paylaşılıyor. Üyeler projeye çok az parasal katkı sağlar: bunun yerine, katkıların onda dokuzu tamamlanmış bileşenler, sistemler veya binalar şeklinde ITER Organizasyonuna iletilecektir.

Birlikte ele alındığında, ITER Üyeleri üç kıtayı, 40'tan fazla dili, dünya nüfusunun yarısını ve küresel gayri safi yurtiçi hasılanın yüzde 85'ini temsil ediyor. ITER Organizasyonunun ve yedi Yurtiçi Ajansın ofislerinde, laboratuvarlarda ve endüstride, kelimenin tam anlamıyla binlerce insan ITER'in başarısı için çalışıyor.

ITER Organizasyonu ayrıca Avustralya (Avustralya Nükleer Bilim ve Teknoloji Örgütü, ANSTO aracılığıyla 2016'da) ve Kazakistan (2017'de Kazakistan'ın Ulusal Nükleer Merkezi aracılığıyla) ile Üye olmayan teknik işbirliği anlaşmaları imzalamıştır. Kanada ile gelecekteki işbirliği olasılığını araştırmayı kabul eden bir Mutabakat Muhtırası ve Tayland Nükleer Teknoloji Enstitüsü ile İşbirliği Anlaşması (2018); yanı sıra uluslararası kuruluşlar, ulusal laboratuvarlar, üniversiteler ve okullarla 70'in üzerinde İşbirliği Anlaşması.

DENEYLER NE ZAMAN BAŞLAYACAK?

ITER'in İlk Plazması Aralık 2025 için planlanıyor.

KAYNAK: https://www.scientificamerican.com/article/worlds-largest-nuclear-fusion-experiment-clears-milestone/

Çin gazetesi People’s Daily bu reaktör hakkında “Nükleer füzyon enerjisinin geliştirilmesi yalnızca Çin’in stratejik enerji sorunlarını çözmenin bir yolu değil, aynı zamanda Çin’in enerji ve ulusal ekonomisinin gelecekteki sürdürülebilir gelişimi için de gereklidir” yorumda bulunmuştu.

Füzyon sera gazları yaymaz ve daha düşük kaza riski taşır. Ancak termonükleer füzyon elde etmek son derece zor ve pahalıdır; reaktörün toplam maliyetinin 22,5 milyar dolar olduğu tahmin edilmektedir.

Tokamak reaktörü, Çin’in en büyük ve en gelişmiş füzyon araştırma deneysel cihazı. Bilim insanları, bu cihazın güçlü bir temiz enerji kaynağı olma potansiyeline sahip olduğunu düşünüyor. Yapay Güneş; sıcak plazmayı eritmek için manyetik bir alan kullanıyor ve 200 milyon santigrat dereceyi aşan sıcaklıklara ulaşabiliyor. Güneş’in çekirdeğinden yaklaşık on kat daha sıcaktır.

2019’da yapımına başlanan yapay Güneş reaktörü ülkenin güneybatısındaki Sichuan eyaletinde bulunuyor. Cihaz, büyük miktarda ısı ve enerji ürettiği için yapay Güneş olarak adlandırılıyor. Bu cihazı, Fransa merkezli dünyanın en büyük füzyon araştırma projesi olan International Fusion Experimental Reactor üzerinde çalışan bilim insanlarıyla işbirliği içinde kullanmayı planlıyorlar.

KAYNAK:(YeniAkit)

Bir şirket muhtelif sorunlarından dolayı değil yöneticileri çözüm üretemedikleri zaman dağılır...