1 Megajoule'den Daha Etkili Lazer Atışı!

 

Füzyon enerjisinin kaynağı,füzyon reaksiyonu diye adlandırılan bir nükleer süreçtir.Dünyada doğal olarak bulunan elemanlar ve temel taneciklerden nükleer süreçlerle enerji üretilmesinin iki yolu vardır. Birincisi,günümüzde faaliyet gösteren nükleer reaktörlerin uyguladığı füzyon sürecidir. Burada, uranyum,toryum, plütonyum gibi ender bulunan ağır elemanların atom çekirdekleri nötron tanecikleriyle bombardıman edilerek parçalanır ve çekirdekteki tanecikleri birarada tutan bağlanma enerjisi açığa çıkar. Geriye kalan ve nükleer artık olarak adlandırılan çekirdek parçaları ise radyoaktiftir ve bu özellikleri yıllarca sürer, ikinci yol, füzyon şeklinde tanımlanan nükleer süreçtir. Füzyonun tersine, burada hafif elemanların atom çekirdekleri birleştiğinde enerji açığa çıkmaktadır. Bilinen füzyon süreçleri aşağıdaki formüllerle belirtilebilir:

Bu formüllerde, D ve T hidrojen gazının izotopları olan döteryum ve tritiyum çekirdeklerini, He3 ve He4 helyum gazının izotoplarının çekirdeklerini, p ve n ise proton ve nötron taneciklerini simgelemektedir. Örneğin ilk formül, iki döteryum çekirdeği birleştiğinde kinetik enerjisi,1.01 MeV olan bir tritiyum çekirdeği ile, yine kinetik enerjisi 3.03 MeV olan bir protonun ortaya çıkacağını göstermektedir. Yukarıdaki dört formülden görüleceği gibi, bu enerji kaynağının ana yakıtı döteryum gazıdır. Üçüncü formülde yer alan He3 kararlı, doğal bir izotop değildir, ikinci formüldeki reaksiyon sonucu ortaya çıkar. Tritiyum izotopu da döteryuma kıyasla doğada çok az bulunduğundan ana yakıt değildir. Başka bir deyişle, sistem birinci ve ikinci sıradaki reaksiyonlardan oluşan artıkları üçüncü ve dördüncü sıradaki reaksiyonlarla yeniden yakmaktadır. Füzyon reaktörlerinde reaksiyonların oluşturulduğu hacim, "battaniye" diye anılan ve kalınlığı bir metre dolayında olan bir lityum tabakası ile sıvanacaktır. Bu tabakanın üç görevi yerine getirmesi öngörülmektedir. Birincisi,günümüzdeki nükleer reaktörlerde olduğu gibi, ortaya çıkan hızlınötronların sağlığa zarar vermesini önleyen zırh görevidir. Diğer ürünlerin hepsi elektrik yüklü tanecikler olduğundan, herhangi bir katı ortamda çok çabuk durdurulurlar.

Nötronlar lityum çekirdekleriyle çarpışıp yavaşlarken, enerjilerini bu çekirdeklere aktarıp battaniyenin ısınmasına yol açacaklardır. Bu sırada battaniye ikinci görevini yerine getirmeye başlıyacak, soğutma sıvısının buharlaşması sonunda konvansiyonel yöntemlerle elektrik üretimini sağlıyacaktır. Bu arada, nötronlardan bir kısmı lityum çekirdekleriyle birleşeceğinden, tritiyum ile helyum atomları oluşacaktır. Tritiyum gazının battaniyeden arındırılarak reaktöre beslenmesi sonunda, üçüncü görev olan yakıt üretimi gerçekleşecektir. Yukarıda ana hatlarıyla belirlenen füzyon reaktörleri görüldüğü gibi, artıklarını da aşamalı olarak yakan, son artığı bilinen en asal ve zararsız gazlardan olup, hatta endüstride kolaylıkla pazarlanabilen helyum olan sistemlerdir ve hiçbir ekolojik soruna neden olmayacağı açıktır.
 

Lazer Füzyonu:
 

Bu yöntemde, çok güçlü bir lazer ışınının küçük, küresel bir hacimde korunan, yoğun döteryum gazının üzerinde odaklaştırılması öngörülmektedir. Gaz topunun önce dış tabakaları çok kısa bir sürede ısınacak ve patlamaya benzer bir hızla genleşecektir. Momentumun korunumu yasasına göre,topun iç kısmı yine büyük bir hızla sıkışacak, bunun sonunda hem yoğunluğu, hem de sıcaklığı artacaktır. Yoğunluk çok büyük değerlere ulaşabileceğinden,sürenin kısa olmasına karşılık n değerinin yine de ekonomik eşiği aşabilmesi beklenmektedir. Bu kategorideki araştırmalar hemen hemen tümüyle teknolojik olup, güçlü lazerlerin geliştirilmesine yöneliktir. Güçlü lazerlere savunma alnında da gereksinme duyulmaktadır.