Füzyon reaktörlerinde son gelişmeler ve 2030 vizyonu

Dünyanın enerji açlığı hem nüfusun hem de ekonomilerin büyümesiyle her geçen gün artmakta. Fosil yakıtların çevreye verdiği zarar ve tükenme tehlikesi, temiz ve sınırsız enerji arayışını hızlandırıyor. Bu noktada, bilim insanlarının gözlerini çevirdiği en büyük umutlardan biri nükleer füzyon teknolojisi. Güneş’in ve yıldızların enerji üretme prensibi üzerine kurulu bu teknoloji, karbon salınımı olmadan sınırsız enerji vadediyor. Son yıllarda Çin, İngiltere, Rusya ve ABD başta olmak üzere birçok ülke füzyon enerjisi konusunda büyük yatırımlar yapıyor. Avrupa Birliği ise ITER (Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör) projesiyle küresel bir liderlik üstlenmiş durumda. Peki, bu alandaki son gelişmeler nelerdir ve 2030 yılına kadar bizi neler bekliyor?

ÇİN: YAPAY GÜNEŞ REKORLARI KIRIYOR

Çin, son yıllarda füzyon enerjisi konusunda adından sıkça söz ettiriyor. Ülkenin en büyük projelerinden biri olan EAST (Deneysel Gelişmiş Süperiletken Tokamak), halk arasında "Yapay Güneş" olarak biliniyor. Bu reaktör, plazmayı milyonlarca derece sıcaklıkta tutarak füzyon reaksiyonlarını sürdürebilmeyi amaçlıyor. 2023'te EAST, 70 milyon santigrat derecelik sıcaklığı tam 17 dakika boyunca koruyarak kendi rekorunu kırdı. 2022'de ise plazmayı 1.056 saniye boyunca 120 milyon derece sıcaklıkta tutarak füzyon araştırmalarında önemli bir eşiği aşmıştı. Çinli bilim insanları, bu başarıların ticari ölçekli bir füzyon santralinin önünü açtığını belirtmekte. Ayrıca Çin, CFETR (Çin Füzyon Mühendislik Test Reaktörü) projesi üzerinde çalışıyor. Bu reaktör, ticari ölçekli füzyon enerji santrallerinin prototipi olacak ve 2035 yılına kadar faaliyete geçmesi planlanıyor. Çin, bu alandaki agresif ilerlemesiyle 2030’lu yıllarda füzyon enerjisinde lider olmayı hedefliyor. Hatta Çin 2060 yılına kadar ülke enerjisinin büyük bir çoğunluğunu Füzyon Enerjisi ile çalıştırmayı planlıyor.

İNGİLTERE: ÖZEL SEKTÖR VE DEVLET İŞ BİRLİĞİ İLE FÜZYON GELECEĞİ

İngiltere de füzyon enerjisi alanında büyük yatırımlar yapan ülkelerden biri. Oxfordshire'da bulunan JET (Joint European Torus), Avrupa’nın en büyük füzyon deney reaktörü ve son yıllarda önemli başarılar elde etti. 2022’de JET, 59 megajul enerji üretmeyi başararak Avrupa’nın füzyon araştırmalarındaki liderliğini pekiştirdi. Bununla birlikte, İngiltere hükümeti 2024 itibarıyla STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) adlı bir projeye 200 milyon sterlin yatırım yaptı. 2030’lu yıllarda ticari ölçekli bir füzyon santrali kurmayı hedefleyen İngiltere, füzyon enerjisinde özel sektörün gücünü de kullanıyor. Tokamak Energy ve First Light Fusion gibi şirketler, manyetik hapsetme ve atalet füzyon teknolojileriyle ticari enerji üretimine geçişi hızlandırmayı amaçlıyor. İngiltere’nin en büyük avantajlarından biri, füzyon araştırmalarında özel sektör ve kamu iş birliğini etkin şekilde kullanması. 2030’a kadar ülkede küçük ölçekli ticari füzyon reaktörlerinin test edilmeye başlanması bekleniyor.

RUSYA: ITER VE AY’A FÜZYON GÜÇ ÜNİTESİ PLANLARI

Rusya, ITER projesinin kurucu ortaklarından biri olarak füzyon araştırmalarına uzun yıllardır büyük katkı sağlıyor. Rusya Devlet Nükleer Enerji Kurumu Rosatom, özellikle manyetik hapsetmeli füzyon konusunda ileri düzeyde çalışmalar yapıyor. Son zamanlarda dikkat çeken bir diğer gelişme ise Rusya ve Çin’in Ay’a bir nükleer güç ünitesi kurma planı. Füzyon enerjisi, Dünya’da olduğu kadar uzayda da kritik bir konu haline gelmiş durumda. Eğer bu proje başarılı olursa, gelecekte Ay’daki üsler için temiz ve sınırsız enerji sağlanabilir. Rusya ayrıca T-15MD adlı Tokamak reaktörü üzerinde çalışıyor. Bu reaktör, gelecekte ticari füzyon santrallerinin temelini oluşturacak yeni teknolojileri test etmek için kullanılıyor. Rusya’nın Çin ile işbirliği yaparak yapay güneş oluşturma konusunda oldukça öne geçmesi bekleniyor.

ABD: FÜZYON ARAŞTIRMALARINDA YENİLİKÇİ YAKLAŞIMLAR

ABD, füzyon enerjisi konusunda hem kamu hem de özel sektör yatırımlarıyla öne çıkıyor. National Ignition Facility (NIF), Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve özel şirketler, füzyon araştırmalarına milyarlarca dolar yatırım yapıyor. En büyük atılımlardan biri 2022 yılında yaşandı. NIF, ilk kez füzyondan net enerji üretmeyi başardı. Bu deneyde kullanılan lazerler, füzyon reaksiyonunu başlatarak girdi enerjisinden daha fazla enerji üretildiğini kanıtladı. Bu gelişme, füzyon enerjisinin gerçek anlamda uygulanabilir olduğunun en büyük göstergelerinden biri oldu. MIT’in geliştirdiği SPARC adlı kompakt füzyon reaktörü de 2025 yılına kadar devreye alınmayı hedefliyor. Eğer başarılı olursa, 2030 yılında füzyon enerjisinin ticari olarak kullanılmaya başlanması mümkün hale gelebilir. ABD’de ayrıca Helion Energy, TAE Technologies ve Commonwealth Fusion Systems gibi girişimler, özel sektör öncülüğünde füzyon enerjisinin ticarileştirilmesine yönelik projeler yürütüyor. Özellikle manyetik hapsetme ve alternatif füzyon teknikleri konusunda büyük ilerlemeler kaydediliyor.

AVRUPA BİRLİĞİ: ITER İLE KÜRESEL LİDERLİK

Avrupa Birliği, füzyon araştırmalarında en büyük yatırımı ITER projesine yapıyor. Fransa’nın güneyinde inşa edilen bu dev reaktör, dünyanın en büyük ve en kapsamlı füzyon araştırma merkezi olacak. ITER, Güneş’in çekirdeğindeki süreçleri taklit ederek ilk kontrollü füzyon reaksiyonlarını 2025 yılı itibarıyla başlatmayı hedefliyor. AB’nin füzyon konusundaki politikası, temiz enerjiye geçişi hızlandırmak üzerine kurulu. ITER’in başarısı, 2030’lu yıllarda ticari füzyon santrallerinin devreye alınmasını sağlayabilir.

2030 YILI VE SONRASI: FÜZYON ENERJİSİ BEKLENEN GELİŞMELER

Peki, 2030 yılına kadar füzyon enerjisinde neler olabilir? Şu anki gelişmelere bakıldığında, 2030 yılı civarında ilk ticari prototip füzyon santrallerinin devreye alınması bekleniyor.

Çin’in CFETR reaktörü, 2035’e kadar çalışmaya başlayacak.

İngiltere’nin STEP projesi, ticari füzyon için bir yol haritası sunacak.

ABD’nin SPARC ve Helion Energy projeleri, 2025-2030 aralığında büyük ilerlemeler kaydedebilir. ITER, 2035 itibarıyla net enerji üretmeye başlayabilir.

Tabii ki, füzyonun ticarileşmesi için maliyetlerin düşmesi, teknolojinin ölçeklenebilir hale gelmesi ve sürdürülebilir enerji üretiminin sağlanması gerekiyor. Ancak bilim dünyası, ilk ticari füzyon santralinin 2030'ların ortasında gerçek olabileceğini düşünüyor.

GELECEĞİN SONSUZ ENERJİ ÇÖZÜMÜ FÜZYON MU?

Füzyon enerjisi, temiz, güvenli ve sınırsız enerji kaynağı olma potansiyeline sahip. Tam kapasite bir füzyon reaktörü büyük bir megapolün tüm elektrik ihtiyacını çok ucuza karşılayabileceği gibi aynı zamanda çevre bölgelere dahi enerji sağlayabilir. 2030’a kadar, füzyon enerjisinin gerçek anlamda uygulanabilir hale gelmesi için kritik bir dönem olacak. Eğer her şey yolunda giderse, insanlık tarihindeki en büyük enerji devrimlerinden birine tanıklık edebiliriz. Bu çerçevede dünya çapında kurulacak yapay güneşlerle ucuz, bol, güvenli, karbon salınımı olmayan bir enerji ile üretimin bol ve ucuz olduğu dünya ekonomisinin feraha kavuştuğu bir yüzyıl yaşama olanağımız olabilir.