Nükleer Otomobil Ne Zaman? >> İzlanda radyasyonsuz nükleer enerji geliştiriyor

Toryumlu nükleer otomobil söylentileri bundan birkaç yıl önce internette hızla yayıldı. Ancak Yıldız Gemisi Atılgan Ne Zaman yazımda anlattığım gibi bu bir efsaneydi. Atom çekirdeklerini parçalayarak çalışan günümüz nükleer reaktörlerini küçük otomobil kaputuna sığdıramazsınız. Toryum gibi daha düşük enerjili ve güvenli bir nükleer yakıt kullansanız bile.

Elbette nükleer motorlu bir araba yakıt almadan 100 yıl gider. Belki de yakıtı bitmeden arabanın parçaları eskir, ama siz ve caddeden geçen yayalar gama radyasyonu zehirlenmesi sebebiyle çoktan ölmüş olursunuz.

Oysa füzyon reaktörleri farklı: Füzyon reaktörleri atom çekirdeklerini parçalamak yerine atom çekirdeklerini birleştirerek daha temiz enerji üretiyor.

 

 

Nükleer otomobile 30 yıl kaldı

Ünlü bilimkurgu yazarı Asimov’un 1950’lerde anlattığı gibi otomobillere, yatlara, hatta uçaklara “mikro-füzyon” motorları takabilir ve temiz nükleer enerjiyi dünyada yaygınlaştırabiliriz. Asıl sorun da bu:

Günümüzde temiz füzyon reaktörü yok. Şimdiki reaktörler, termonükleer bomba gibi sert nötron ve gama radyasyonu üretiyor; ama İzlandalı bilim adamları temiz füzyon geliştirerek nükleer otomobil çağı başlatmayı planlıyor.

 

 

Radyasyonsuz nükleer enerji

İzlanda ve Gothenburg üniversiteleri ölümcül radyasyona yol açmayan yeni bir füzyon teknolojisi geliştiriyorlar. Bu yeni nükleer füzyon reaksiyonunda, standart ağır hidrojen (döteryum, bir proton ve bir nötronlu hidrojen atomu) yerine “ultra yoğun” ağır hidrojen yakıtı kullanılıyor.¹

Bu reaksiyonda insan vücuduna zararlı nötronlar yok denilecek kadar az üretiliyor ve bunun yerine, reaktör çekirdeğinde güvenle kontrol edilebilen ağır elektronlar (muonlar) açığa çıkıyor.

Ancak sırayla gidelim ve önce füzyonun dünyanın enerji sorununu nasıl çözeceğini anlatalım. Füzyon neden klasik nükleer enerjiden daha temiz ve neden daha ucuza, çok daha fazla enerji üretiyor?

 

 

Elektrikli otoları füzyon şarj edecek

Her Eve Mobil Füzyon Reaktörü yazımda anlattığım gibi, deneysel füzyon reaktörleri şimdiden bir TIR’a sığacak kadar küçüldü ve gelecekte gelişmiş ülkelerdeki akaryakıt istasyonlarının yerini Tesla elektrikli otoları şarj eden mikro-füzyon reaktörleri alacak.

Burada güneş enerjisiyle üretilen elektriği kullanarak su moleküllerini ucuza parçalamaktan ve suyu oluşturan hidrojen atomlarını ayrıştırıp nükleer füzyon reaktörlerinde kullanmaktan söz ediyoruz.

 

 

Mikro-füzyon santralleri

Güneş enerjisi ile nükleer enerjiyi birleştirirsek hibrit arabalarda kullanılan hidrojenli yakıt hücrelerinden; hatta benzin, dizel, doğal gaz, havagazı ve Audi’nin geliştirdiği e-dizel’den çok daha temiz bir enerji kaynağı elde etmiş olacağız.

Gothenburg Üniversitesi’nde temiz füzyon teknolojileri geliştiren ekibin başındaki Ordinaryüs Profesör Leif Holmlid, füzyon enerji istasyonları sayesinde büyük nükleer reaktörlere gerek kalmayacağını ve ılıman kuşakta kurulacak istasyonların evlere sıcak su sağlayacağını söylüyor.

İlgili yazı: Dünyanın ilk uçan motosikletiz Aero-X

 

 

Nasıl çalışıyor?

Nükleer füzyonda atom çekirdekleri kaynaşarak daha ağır bir atom oluşturuyor ve bu sırada büyük miktarda enerji yayıyor.

Küçük atom çekirdeklerinin kaynaşma enerjisi düşük olduğundan, iki küçük çekirdeği daha büyük bir atom çekirdeği halinde birleştirmek muazzam enerji üretiyor. Nitekim Güneş füzyon reaksiyonları sayesinde yanıyor, hayat veren ısı ve ışık saçıyor. Kısacası füzyon gerçek güneş enerjisidir. 🙂

Leif Holmlid bir gün otomobillere mikro-füzyon motoru takabileceğimizi söylüyor: “Bizim sistemimiz diğer araştırma tesislerinde geliştirilen nükleer füzyon süreçlerinden çok daha avantajlı. Çünkü diğer teknolojilerdeki gibi insan vücudunda tehlikeli ani yanıklara yol açan nötron radyasyonu üretmiyor.”

 

 

Radyasyon yoksa eve bile koyabiliriz

Aslında iki Helyum 3 atomunu da kaynaştırarak radyasyonsuz temiz füzyon enerjisi üretebiliriz. Ancak şurada açıkladığım gibi Dünya’da Helyum 3 çok az. Bunun için ya Ay’a gideceğiz ya da Uranüs’e robot uzay gemileri göndereceğiz. Her durumda 1 ton Helyum 3 milyarlarca dolara mal olacak.

İzlanda Üniversitesi’nin buluşu bu yüzden önemli: İzlandalılar neredeyse Helyum 3 reaksiyonu gibi hiç nötron üretmeyen bir füzyon tepkimesi formüle ettiler. Üstelik de nükleer yakıt olarak Dünya’da bol bulunan döteryum kullanmak istiyorlar.

 

 

Sudan bol ne var?

Döteryum deniz suyunda bol miktarda bulunuyor ve güneş panelleriyle güneş ışığından elektrik üretip deniz suyunu elektroliz yoluyla ayrıştırarak döteryum çıkarabiliriz.

Bugünlerde Amerikalılar da okyanustan su çekiyor ve deniz suyunu Nevada çölündeki güneş enerjisi çiftliklerinde üretilen elektrik sayesinde tuzdan arıtarak Las Vegas’ın tatlı su ihtiyacını karşılıyor. Aynı sistemle sudan döteryum çekmek de mümkün.

 

 

Trityuma hiç gerek yok

Trityum 2 nötronlu radyoaktif bir hidrojen izotopu. Günümüzde özellikle İngiltere’de geliştirilen simit şekilli nükleer füzyon santralleri yakıt olarak trityum ve döteryum kullanıyor. Trityum sayesinde temiz füzyondan daha fazla enerji üretiliyor.

Ancak, bu santrallerin radyasyonu önlemek için güçlü manyetik alanlar üretmesi ve radyoaktif sıcak gazları (nükleer plazma) simit şekilli bir reaksiyon odasında hapsetmesi gerekiyor. Bu sistem çok elektrik tüketiyor ve net enerji üretimi açısından astarı yüzünden pahalıya geliyor.

Oysa ultra yoğun döteryum yakıtı kullanan temiz füzyon reaktörlerinin güçlü manyetik alanlar üretmesi gerekmiyor. Bu reaktörler daha az enerji üretse bile, enerjinin tamamını şebekeye vererek otomobilleri şarj ediyor ve evlerin elektrik ihtiyacını karşılıyor.

 

 

Anında temiz elektrik

Bu reklam sloganı değil, teknik bir ifade. Holmlid’in belirttiği gibi: “Bu süreçte üretilen hızlı ve ağır elektronlar nötr olmadığı, yani elektrik yükü taşıdığı için anında elektrik enerjisi üretiyor.”

“Kirli reaktörlerde üretilen nötronların enerjisini ise kontrol edemiyoruz. Çünkü nötronlar elektriksel olarak nötr parçacıklar. Bunları manyetik alanlarla çevreden izole edemiyoruz.”

“Ayrıca nötronlar büyük enerji yayıyor ve canlılara büyük zarar veriyor. Bizim hızlı ve ağır elektronlarımız çok daha zararsız.”

 

 

Hızlı ve öfkeli

Profesör Holmlid’in hızlı ve ağır elektron sözleri bana Hızlı ve Öfkeli filmini anımsattı. Ancak burada kontrollü bir öfkeden, insanlığın yararına temiz nükleer enerjiden söz ediyoruz.

Örneğin nötronları durdurmak çok zor: Bunun için reaktörleri birkaç metre kalınlığındaki beton ve grafit duvarlarla kaplamak gerekiyor. İşte bu yüzden klasik füzyon reaktörlerini Shell benzin istasyonları yerine kullanamıyoruz. Bunları şehirden uzakta inşa etmemiz gerekiyor.

İlgili yazı: Uçan arabalar satışa sunuldu

 

 

Geleceğe Dönüş

Hızlı ve ağır elektronlar (muonlar) ise anında ışık saçarak sıradan elektronlara ve diğer benzer parçacıklara dönüşüyor. Sonuçta bir gün ultra yoğun döteryum yakan mikro-füzyon reaktörlerini otomobil kaputuna koyabilir ve nükleer enerjili otomobil üretebiliriz.

Tıpkı Dr. Emmett Brown’ın Geleceğe Dönüş 2 filmindeki füzyon motorlu uçan DeLorean gibi! Nitekim şimdiden uçan otomobil ürettik. Tek yapmamız gereken şey, önümüzdeki 30 yılda bunlara mikro-füzyon motoru takarak Isaac Asimov’un 60 yıllık bilimkurgu rüyasını gerçekleştirmek. 🙂

¹L. Holmlid and S. Olafsson, “Spontaneous Ejection of High-Energy Particles from Ultra-Dense Deuterium D(0)”. International Journal of Hydrogen Energy 40 (2015) 10559-10567.