Dünya’da ilk kez bir füzyon reaksiyonunda 1.3 megajul enerji çıkışı sağlanarak, tetikleme yakıtından absorblanan enerji aşıldı. Bu füzyon reaksiyonunda elde edilen verimin, birkaç ay öncesine göre 8 kat ve 2018’e göre 25 kat daha verimli olduğu söyleniyor. Bu rekorla füzyon reaksiyonu veriminde büyük ilerleme kaydedilmiş oldu.
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndan fizikçiler bu çalışmayı yorumladı.
“Bu sonuç eylemsiz sınırlamalı füzyon araştırmalarında tarihi bir adım olmakla beraber, yeni rejim keşfine temelden yeni bir kapı açarak, ulusal güvenlik görevlerinde kritik bir geliştirme içeriyor. Ayrıca bu inovasyondaki ustalık ve cesaret, bu alanda onlarca yıldır çalışan birçok araştırmacının adanmışlığı vardır,” diyor Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndan Kim Budil.
Eylemsizlik sınırlamalı füzyon küçük bir yıldız yaratmaya benziyor. Her şey döteryum ve trityum içeren bir yakıt kapsülünde başlıyor. Bu kapsül sadece bir kalem silgisi büyüklüğündeki boş bir altın odacığa sığıyor ve bu kapsüle odacığa hohlraum deniyor.
192 Lazerle Ateşlenen Altın Odacık-Hohlraum
192 adet yüksek güçlü lazer ışınıyla hohlraum ateşlenerek, ışınlar X ışınlarına dönüştürülüyor. Sonra bu X ışınları yakıt kapsülüne doğru şiddetli bir şekilde çekiliyor ve ısınarak, sıkıştırılıyor. Oluşan bu koşullar bir yıldızın merkeziyle kıyaslanabiliyor. Merkezde oluşan sıcaklık 100 milyon dereceden fazla ve oluşan basınç 100 milyar atmosferden büyük olduğundan, yakıt kapsülünde küçük bir plazma damlacığı oluşuyor.
Bir yıldızın kalbinde hidrojen daha ağır elementlere birleşirken, yakıt kapsülündeki döteryum ve trityum da aynı şeyi yapıyor. Tüm bu proses saniyenin birkaç milyarda birinde gerçekleşiyor. Amaç ateşlemeye yetişmek, bu noktada füzyon prosesinden üretilen enerji, toplam enerji girdisini geçiyor.
8 Ağustos’ta gerçekleştirilen deney, sınırdan biraz kısa düştü çünkü lazerlerin girdisi 1.9 megajuldü. Fakat bu halen çok heyecan verici, çünkü ekibin ölçümlerine göre yakıt kapsülü füzyon prosesinde üretilene kıyasla 5 kattan biraz daha az enerji absorbladı.
Araştırmacılar bu deneyden alınan sonuç sayesinde hohlraum ve kapsülü tasarımı dahil, lazer hassasiyetinin geliştirilebileceğini, yeni diagnostik araçlar sağlanabileceğini ve tasarım değişikleriyle kapsül iç patlama hızının arttırılabileceğini düşünüyor. Böylece füzyonun harcadığından daha fazla enerji, plazmanın sıcak bölgesinde oluşabilecek.
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı direktörü Thomas Mason , “Laboratuvarda termonükleer yanmaya deneysel olarak ulaşmak, yaklaşık 50 yıla yayılan onlarca yıllık bilimsel ve teknolojik çalışmanın doruk noktasıdır. Böylece yüksek enerji rejiminde daha önce mümkün olmadığı kadar hassas bir şekilde deneylerin kontrolü sağlanarak, uygulamalı bilim ve mühendislikte temel aşamaları geçmek mümkün olacak,” diyor.
“Bu, yüksek enerji yoğunluğu rejiminde teori ve simülasyonu her zamankinden daha titiz bir şekilde kontrol edecek deneyleri mümkün kılar ve uygulamalı bilim ve mühendislikte temel başarıları mümkün kılar.”
Araştırmacılar devam eden deneylerle sonuçları tekrarlamayı ve prosesi daha detaylı çalışmak istiyor. Bu sonuçla deneysel araştırmada yeni kulvarlara girilecek.
Fizikçiler enerji verimini daha da arttırmayı umut ediyor. Normalde hohlraumun içine ateşlenen lazer ışını, X ışınlarını dönüştürülürken, lazer ışınının büyük kısmı duvarları ısıtarak kayba neden oluyor. Bu sorunu çözmek füzyon enerjisinde bizi bir adım daha ileriye taşıyacak.
Ekip sonuçları 63. Yıllık Plazma Fiziği APS Toplantısı’ndan duyurdu.
