Füzyon Enerjisi: Çin'deki EAST Tokamak Önemli Bir Kilometre Taşına Ulaştı

Çin'deki Deneysel İleri Süperiletken Tokamak (EAST), 1,066'te elde ettiği 403 saniyelik kendi rekorunu kırarak, 2023 saniye boyunca kararlı durum yüksek hapsedilmiş plazma operasyonunu başarıyla sürdürdü.   

20 Ocak 2025'te Çin'deki Deneysel İleri Süperiletken Tokamak (EAST) tesisi (halk arasında Çin'in 'yapay güneşi' olarak bilinir) 1,066 saniye boyunca sabit durum yüksek sınırlamalı plazma işlemini başarıyla sürdürdü. 1,066 saniyelik süre füzyon araştırmalarında önemli bir adımdır; dolayısıyla bu başarı füzyon enerjisi üretimi arayışında bir dönüm noktasıdır. EAST tesisi daha önce 403'te 2023 saniye boyunca sabit durum yüksek sınırlamalı plazma işlemini sürdürmüştü. Nükleer füzyona izin vermek için, kontrollü füzyon tesislerinin uzun vadeli sabit işlemi sürdürürken 100 milyon ℃'nin üzerindeki sıcaklıklara ulaşması gerekir.  

Çin'deki Deneysel İleri Süperiletken Tokamak (EAST) tesisi 2007 yılında faaliyete geçti. Bu bir tokamak cihazıdır ve faaliyete geçtiğinden beri bilim insanlarının füzyonla ilgili deneyler ve araştırmalar yürütmesi için açık bir test platformu görevi görmektedir.  

EAST tokamak cihazı, şekil ve denge açısından ITER'e benzer ancak daha küçüktür, ancak daha esnektir. Üç belirgin özelliği vardır: dairesel olmayan kesit, tamamen süperiletken mıknatıslar ve tamamen aktif su soğutmalı plazma yüzey bileşenleri (PFC'ler). Nükleer füzyonun manyetik sınırlama yaklaşımında, özellikle rekor kıran plazma sıcaklığına ulaşmada önemli ilerleme kaydetmiştir. 

Plazmayı sınırlamak ve kontrol etmek için mıknatıs kullanımı, nükleer füzyon için gereken aşırı koşullara ulaşmak için iki ana yaklaşımdan biridir. Tokamak cihazları ısı üretmek ve yüksek sıcaklık plazmasını sınırlamak için manyetik alanlar kullanır. ITER, dünyanın en büyük tokamak projesidir. Güney Fransa'daki St. Paul-lez-Durance'da bulunan ITER, 35 ülkenin en iddialı füzyon enerjisi işbirliğidir. Füzyon ateşlemesinin gerçekleşmesi için füzyon yakıtını yeterince yüksek sıcaklıklarda uzun süre sınırlamak için bir halka torus (veya halka manyetik cihaz) kullanır. ITER gibi, Birleşik Krallık'ın STEP füzyon programı da tokamak kullanılarak plazmanın manyetik olarak sınırlandırılmasına dayanmaktadır. Ancak, STEP programının tokamak'ı küresel şekilli olacaktır (ITER'in halka şekli yerine). Küresel bir tokamak kompakt, uygun maliyetlidir ve ölçeklenmesi daha kolay olabilir.   

Eylemsiz Sınırlama Füzyonu (ICF), nükleer füzyon için gereken aşırı koşulları elde etmek için kullanılan diğer yaklaşımdır. Bu yaklaşımda, aşırı füzyon koşulları, az miktarda füzyon yakıtının hızla sıkıştırılması ve ısıtılmasıyla oluşturulur. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki (LLNL) Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF), yüksek enerjili lazer ışınları kullanarak döteryum-trityum yakıtıyla doldurulmuş kapsülleri patlatmak için lazerle çalıştırılan içe çökme tekniğini kullanır. NIF, yakın zamanda kontrollü nükleer füzyonun enerji ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılabileceğini gösteren bu yaklaşımın kavram kanıtını göstermiştir.   

*** 

Referanslar:  

1. Hefei Fizik Bilimleri Enstitüsü, CAS. Haberler – Çin “Yapay Güneş”i Füzyon Güç Üretimine Doğru Önemli Bir Kilometre Taşında Yeni Bir Rekor Kırdı. 21 Ocak 2025'te yayınlandı. Şurada mevcuttur: https://english.hf.cas.cn/nr/bth/202501/t20250121_899051.html  

2. Deneysel İleri Süperiletken Tokamak (EAST). Kısa Tanıtım. Şurada mevcuttur  http://east.ipp.ac.cn/index/article/info/id/52.html  

3. Zhou C., 2024. EAST ve ITER tokamak arasındaki karşılaştırma. Teorik ve Doğal Bilim, 43,162, 167-XNUMX. DOI: https://doi.org/10.54254/2753-8818/43/20240818  

4. Hu, J., Xi, W., Zhang, J. ve diğerleri. Tüm süperiletken tokamak: EAST. AAPPS Bull. 33, 8 (2023). https://doi.org/10.1007/s43673-023-00080-9  

5. Zheng J. ve diğerleri 2022. Süperiletken tokamak yapılandırmasına dayalı Çin füzyon araştırmalarındaki son gelişmeler. Yenilik. 3. Cilt, 4. Sayı, 12 Temmuz 2022, 100269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100269  

*** 

İlgili Makaleler  

1. İngiltere'nin Füzyon Enerjisi Programı: STEP Prototip Enerji Santrali için Konsept Tasarım Açıklandı (7 Eylül 2024).  

2. 'Füzyon Ateşlemesi' Lawrence Laboratuvarı'nda dördüncü kez gösterildi (20 Aralık 2023) 

3. Füzyon Ateşleme Gerçekleşiyor; Enerji Başabaş Lawrence Laboratuvarında Elde Edildi (15 Aralık 2022) 

***