Füzyon enerjisi ve gelecek… 

-Dünya genelindeki karbon emisyonlarının yüzde 75’ini kömür, petrol ve gaz gibi fosil yakıtlar oluşturuyor. Günümüzde enerji üretimi yanı sıra emisyonla da mücadele zorunluluk gösteriyor. Biz her yıl 26 milyar tondan fazla karbondioksit yayıyoruz. Bir şekilde bunu sıfıra indirecek bir değişiklik yapmak zorundayız. Dünyamızı karbondan arındırmak ve ekosistemi korumak için en ideal çözüm, yenilenebilir enerji kaynakları. 

-Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında gelen güneş enerjisi geliyor. Bir saatte dünyanın ihtiyacından daha fazla enerji üretebilecek kapasitede. Fosil yakıtlar gibi çevreye zararlı emisyonlar üretmez. Güneş enerjisi santralleri, doğal kaynakların korunmasına katkıda bulunur. Ancak, güneş enerjisi paneli ve ilgili teknolojiyi üretip, yaygınlaştırmak maliyetli ve uzun dönemli bir altyapıyı gerektiriyor. Bunun için yeni teknolojiler: Rüzgar, hidroelektrik, dalga, jeotermal, nükleer, hidrojen ve füzyon…

-Günümüzde enerji ihtiyacının artış hızı, dünya nüfusunun artış hızından daha fazla. Bu artan enerji ihtiyacı, geleneksel fosil yakıtların tükenmesi ve çevreye verdiği zararlar nedeniyle sürdürülebilir olmayan bir durum oluşturuyor. Bu nedenle, dünyanın geleceği için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek kaçınılmaz hale geldi. Bu kapsamda füzyon enerjisi teknolojisi, güneşten sonraki en büyük enerji kaynağı olarak görülüyor.

-Enerji kriziyle karşı karşıya olan dünyada fosil yakıtlar tükeniyor ve kullanımları iklim değişikliğini hızlandırıyor.  Temiz, sürdürülebilir ve bol miktarda yeni bir enerji kaynağına ihtiyacımız var.  Füzyon enerjisi buna cevap olabilir. Füzyon enerjisi, güneşe ve yıldızlara güç sağlayan süreçtir.  Füzyon enerjisinin diğer enerji kaynaklarına göre çeşitli avantajları var.  Temizdir, yani sera gazı veya diğer kirleticiler üretmez.  Sürdürülebilir, yani yakıt bol ve asla bitmeyecek.  Ve tüm dünya için makul maliyetle yeterli enerji sağlayabilecek.

-Füzyon enerjisinin de zorlukları var.  Bu çok karmaşık bir süreçtir ve kontrollü bir ortamda füzyon reaksiyonlarına ulaşmak zor. Ancak bilim adamları ilerleme kaydediyor ve füzyon enerjisinin çok da uzak olmayan bir gelecekte gerçek olacağından eminler. Güneşteki füzyon süreci için gerekli olan yüksek sıcaklık ve basınç, yeryüzü şartlarında oluşturulması oldukça zor. Bu nedenle, füzyon enerjisi teknolojisi için özel reaktörler geliştiriliyor. 

Niye enerjiyi bu kadar çok konuşuyoruz? Ne kadar enerjiye ihtiyacımız var?

Enerjide birim ölçü, watt’tır. Watt, bir şeyi çalıştırmak için saniyede ne kadar enerji gerektiğini gösterir. Bir jul/saniye, bir watt’a eşittir. Bir akıllı telefonu şarj etmek için yaklaşık 0,1 watt gerekir, evinize elektrik sağlamak için bin watt, küçük bir kasaba için bir milyon ve orta büyüklükte bir şehir için ise bir milyar watt enerjiye ihtiyacımız vardır.

2020 itibariyle, tüm dünyaya elektrik sağlamak için 3 trilyon watt gerekiyor. Ancak neredeyse bir milyar insanın güvenilir elektriğe erişimi yok. Ülkeler sanayileştikçe ve şebekeye daha fazla insan katıldıkça elektrik talebinin 2050 yılına kadar yaklaşık yüzde 80 artması bekleniyor. Haliyle enerji, herkes için zorunlu bir ihtiyaç olduğu gibi ülkeler açısından da stratejik bir olgudur.

KARBON EMİSYONUNDAN ARINMAK ŞART

Bu stratejik olguyu çözmek için bütün devletler, aşırı ölçüde yatırımlar yapmışlar. Bu hesapsız yatırımlar sonucunda; dünya genelindeki karbon emisyonlarının yüzde 75’ini kömür, petrol ve gaz gibi fosil yakıtlar oluşturur duruma gelmiş. Günümüzde enerji üretimi yanı sıra emisyonla da mücadele zorunluluk gösteriyor. Biz her yıl 26 milyar tondan fazla karbondioksit yayıyoruz. Bu, her bir Amerikalı için yaklaşık 20 ton iken, yoksul ülkelerdeki insanlar için 1 tondan az bir emisyon demektir. Gezegendeki herkes için ortalama 5 ton… Ve bir şekilde bunu sıfıra indirecek bir değişiklik yapmak zorundayız. Bu durumla mücadele etmek, yani dünyamızı karbondan arındırmak ve ekosistemi korumak için en ideal çözüm, yenilenebilir enerji kaynakları…

En başta da güneş enerjisi… Çünkü güneş enerjisi, yenilenebilir bir enerji kaynağıdır ve bir saatte dünyanın ihtiyacından daha fazla enerji üretebilecek kapasitededir. Fosil yakıtlar gibi çevreye zararlı emisyonlar üretmez. Bu nedenle güneş enerjisi santralleri, doğal kaynakların korunmasına katkıda bulunur. Ancak, güneş enerjisi paneli ve ilgili teknolojiyi üretip, yaygınlaştırmak maliyetli ve uzun dönemli bir altyapıyı gerektiriyor. Bunun için yeni teknolojiler, bütün devletlerin gündeminde yer alıyor: Rüzgar, hidroelektrik, dalga, jeotermal, nükleer, hidrojen ve füzyon…

Günümüzde enerji ihtiyacının artış hızı, dünya nüfusunun artış hızından daha fazla. Bu artan enerji ihtiyacı, geleneksel fosil yakıtların tükenmesi ve çevreye verdiği zararlar nedeniyle sürdürülebilir olmayan bir durum oluşturuyor. Bu nedenle, dünyanın geleceği için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek kaçınılmaz hale geldi. Bu kapsamda füzyon enerjisi teknolojisi, güneşten sonraki en büyük enerji kaynağı olarak görülüyor.

TEMİZ VE UCUZ ENERJİ

Dünya bir enerji kriziyle karşı karşıya.  Fosil yakıtlar tükeniyor ve kullanımları iklim değişikliğini hızlandırıyor.  Temiz, sürdürülebilir ve bol miktarda yeni bir enerji kaynağına ihtiyacımız var.  Füzyon enerjisi cevap olabilir. Füzyon enerjisi, güneşe ve yıldızlara güç sağlayan süreçtir.  Hidrojen gibi hafif elementlerin iki atomu daha ağır bir element oluşturmak üzere kaynaştığında meydana gelir.  Bu işlem, elektrik üretmek için kullanılabilecek muazzam miktarda enerji açığa çıkarır. Füzyon enerjisinin diğer enerji kaynaklarına göre çeşitli avantajları var.  Temizdir, yani sera gazı veya diğer kirleticiler üretmez.  Sürdürülebilir, yani yakıt bol ve asla bitmeyecek.  Ve tüm dünya için makul maliyetle yeterli enerji sağlayabilecek.

Elbette füzyon enerjisinin de zorlukları var.  Bu çok karmaşık bir süreçtir ve kontrollü bir ortamda füzyon reaksiyonlarına ulaşmak zor oldu.  Ancak bilim adamları ilerleme kaydediyor ve füzyon enerjisinin çok da uzak olmayan bir gelecekte gerçek olacağından eminler.

Füzyon enerjisi, atom çekirdeklerinin birleşerek daha ağır bir çekirdek oluşturması sonucu açığa çıkan enerjinin kullanılması prensibine dayanıyor. Bu süreç, güneşte de gerçekleşiyor. Ancak, güneşteki füzyon süreci için gerekli olan yüksek sıcaklık ve basınç, yeryüzü şartlarında oluşturulması oldukça zor. Bu nedenle, füzyon enerjisi teknolojisi için özel reaktörler geliştiriliyor.

Füzyon enerjisi reaktörlerinde, hidrojen gibi hafif elementler kullanılacak. Bu elementler, yüksek sıcaklık ve basınç altında birleştirilerek helyum gibi daha ağır bir element oluştururlar. Bu süreç sırasında açığa çıkan enerji, elektrik enerjisi üretmek için kullanılabilir. Füzyon enerjisi reaktörlerinin en önemli özelliği, neredeyse sınırsız bir enerji kaynağı olmasıdır. Ayrıca, çevreye zararlı atıkların oluşmaması ve güvenli bir şekilde kullanılabilmesi nedeniyle, temiz bir enerji kaynağı olarak da kabul edilir.

FÜZYON ENERJİLERİ

Füzyon enerjisi teknolojisi, ilk kez 1930’larda İngiliz fizikçi Sir Arthur Eddington tarafından önerildi. Ancak, bu süreçteki teknik zorluklar nedeniyle, füzyon enerjisi reaktörleri için gerekli olan yüksek sıcaklık ve basınç, ancak 1950’lerde elde edildi. İlk füzyon enerjisi reaktörü ise 1951 yılında ABD’de kuruldu. Günümüzde, füzyon enerjisi teknolojisi üzerinde çalışan birçok ülke ve kuruluş var.  Füzyon enerjisi konusunda devam eden çalışmalar, maliyetleri düşürme, verimliliği artırma ve daha güvenli reaktörler oluşturma gibi hedefleri içeriyor. Özellikle ITER ve JET projeleri, füzyon enerjisi alanında yapılan çalışmaların büyük bir bölümünü oluşturuyor. Ancak bu projelerin maliyetleri yüksek olduğu için bazı eleştirilere maruz kalıyor.

Bunun yanı sıra, farklı ülkelerde birçok farklı füzyon enerjisi projesi de yürütülüyor. Örneğin, ABD’de Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), General Atomics ve MIT Plasma Science and Fusion Center gibi kuruluşlar füzyon enerjisi üzerine çalışmalar yapıyor. Rusya’da Budker Institute of Nuclear Physics ve National Research Nuclear University MEPhI gibi kuruluşlar da füzyon enerjisi çalışmaları yapıyor.

Ülkemizde de füzyon enerjisi üzerine çalışmalar yapılıyor. Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (TAEK), füzyon enerjisi alanında çalışmalar yapmakta ve bu alanda uluslararası işbirliği projelerine katılıyor. ITER’in katılımcı ülkeleri arasında Türkiye de var.

Füzyon enerjisi teknolojisinin, gelecekteki enerji ihtiyacının büyük bir bölümünü karşılayabilecek potansiyele sahip olduğu düşünülüyor. Ancak, bu teknolojinin henüz ticari kullanıma hazır olmadığı ve geliştirilmesi gereken birçok konu olduğu da unutulmamalıdır. Füzyon enerjisi, gelecekte dünya enerji ihtiyacının karşılanmasında önemli bir rol oynayabilir, ancak bu süreç birçok zorluk ve engelle karşılaşacaktır.

FÜZYON ENERJİSİNİN DEZAVANTAJLARI

Füzyon enerjisi, neredeyse sonsuz ve çevre dostu bir enerji kaynağı olarak kabul edilirken, halen birçok dezavantajı bulunuyor. Bunların başında, şu anda yürütülen füzyon reaktörlerinin sadece kısa süreli füzyon tepkimeleri sağlayabilmesi geliyor. Bu nedenle, füzyon enerjisi için bir reaktörün uzun süreli füzyon reaksiyonları gerçekleştirebilmesi gerekiyor. Bu sorun, yeterli miktarda ısı ve basınç oluşturmak için gereken plazmayı kontrol etmenin zorluğundan kaynaklanıyor. Ayrıca, füzyon enerjisi reaktörlerinin yapım maliyetleri oldukça yüksek. ITER projesinin yapım maliyeti, yaklaşık 20 milyar Euro olarak tahmin ediliyor. Bununla birlikte, bazı uzmanlar, füzyon enerjisi reaktörlerinin yapım maliyetinin, çalışan bir nükleer enerji santraline kıyasla daha düşük olduğunu belirtiyorlar. Ancak, bu durum halen tartışmalıdır ve yapım maliyetlerinin düşürülmesi için çalışmalar devam ediyor. Çok katılımlı bir proje olduğu için karar mekanizması ağır çalışıyor, yine de önümüzdeki iki üç yıl içinde reaktörün çalışması bekleniyor.

FÜZYON ENERJİSİNİN GELECEĞİ… 

Füzyon enerjisi, gelecekte enerji ihtiyacını karşılamak için en umut verici kaynaklardan biri olarak kabul ediliyor. Füzyon enerjisi, neredeyse sınırsız bir kaynak olduğu için, dünya genelinde enerji arzının sürdürülebilirliğini sağlamak için önemli bir rol oynayabilir. Ayrıca, füzyon enerjisi, nükleer enerjinin aksine, radyoaktif atıkların oluşumunu engeller ve çevreye zarar vermez. Ancak, füzyon enerjisi henüz tam olarak geliştirilememiştir ve birçok teknolojik ve mali sorunlar bulunuyor. Halen yürütülen araştırmalar, füzyon enerjisi reaktörlerinin yapım maliyetlerini düşürmek, füzyon tepkimelerini uzun süreli hale getirmek ve plazma kontrolünü sağlamak gibi konularda ilerliyor.

FÜZYON ENERJİSİ UYGULAMALARI VE GELECEĞİ

Füzyon enerjisi uygulamaları, gelecekte enerji ihtiyacının önemli bir kısmını karşılayabilir. Buna rağmen, henüz ticari ölçekte enerji üretimi için füzyon reaktörleri inşa edilmedi. Ancak, JET ve ITER projeleri gibi büyük ölçekli araştırma projeleri, füzyon enerjisi konusunda önemli ilerlemeler kaydetti. Bu da gelecekte ticari füzyon enerjisi üretimi için umut verici bir adım olarak görülüyor.

Füzyon enerjisi, geleneksel nükleer enerjiye kıyasla birçok avantaja sahip. Füzyon enerjisi reaktörlerinde kullanılan yakıt (deuterium ve trityum) doğal olarak bulunabilir ve sınırsız miktarda üretilebilir. Ayrıca, füzyon reaksiyonları sonucu ortaya çıkan nükleer atıkların miktarı oldukça düşüktür ve radyoaktif ömürleri oldukça kısadır. Bu da nükleer atık yönetimi sorununu ortadan kaldırmakta veya en aza indiriyor.

Füzyon enerjisi, gelecekte enerji ihtiyacının karşılanması için bir alternatif olabilir. Ancak, ticari füzyon enerjisi üretimi için gerekli teknolojilerin geliştirilmesi ve füzyon reaktörlerinin inşası için önemli miktarda yatırım gerekiyor. Ayrıca, füzyon enerjisi reaktörlerinin uzun vadeli güvenliği ve işletme maliyetleri de dikkate alınması gereken faktörler arasındadır. Füzyon enerjisi araştırmaları, sadece enerji üretimi için değil, aynı zamanda nükleer silahların kontrolü, tıp ve uzay araştırmaları gibi alanlarda da kullanılabilir. Bu araştırmalar, bilim dünyasına ve teknolojik gelişmelere katkı sağlıyor.

TÜRKİYE’NİN FÜZYON VİZYONU

Türkiye’nin füzyon enerjisi konusundaki çalışmalarının başlangıç noktası 2005 yılında kurulan Türkiye Fiziksel Araştırmalar Merkezi (TÜBİTAK-TAÇ) olarak gösterilebilir. TAÇ, Türkiye’nin farklı üniversitelerinde ve araştırma merkezlerinde çalışan bilim insanlarını bir araya getirerek ortak bir çalışma alanı sağladı. Bu kapsamda, füzyon enerjisi konusunda birçok proje yürütülüyor.

Ankara Üniversitesi Fizik Bölümü’ndeki bilim insanlarımız, Türkiye’nin nükleer enerjiye olan ihtiyacını karşılamak üzere farklı füzyon reaktörleri tasarlamayı hedefliyor. Bu çalışmalar, TAEK finansmanıyla yürütülüyor. Burada geliştirilen bir diğer proje ise, birçok füzyon reaktörü için gereksinim duyulan enerji ve madde transferini sağlayacak olan “tokamak cihazı”nın geliştirilmesidir.

Bunun yanı sıra, Boğaziçi Üniversitesi’nde yürütülen çalışmalar arasında, füzyon enerjisi reaktörlerinde kullanılacak olan malzemelerin geliştirilmesi ve füzyon reaktörlerinde oluşabilecek manyetik alanların incelenmesi yer alıyor.

Türkiye, füzyon enerjisi konusunda yürüttüğü çalışmalarla, bu alanda gelecekteki potansiyel liderler arasında yer alabilir.  Füzyon enerjisi, sınırsız ve temiz enerji kaynakları arayışındaki insanlığın karşılaştığı önemli sorunlardan birini çözebilir. Ancak, füzyon enerjisi üretimi için gerekli teknolojilerin geliştirilmesi ve füzyon reaktörlerinin inşası için önemli miktarda yatırım gerektiriyor. Bu nedenle, füzyon enerjisi konusunda yürütülen araştırmaların ve projelerin desteklenmesi, gelecekte enerji ihtiyacımız açısından önemli bir ümittir ama şimdilik kesin çözüm değildir. Bu sebeple diğer enerji üretim alanlarını da ihmal etmememiz gerekiyor.

TEMİZ ENERJİDE DEVRİM

Bill Gates, yeni nesil nükleer santral projesini desteklediğini açıkladı. Şimdilik nasıl sonuç alınacağına dair kesin veri yok. Nükleer enerjide kazalar büyük sorun teşkil ediyor.  Kazalar füzyonda bir sorun teşkil etmez ve uzun ömürlü radyoaktif atık fisyonu üretmez. Ayrıca rüzgar, güneş ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarıyla ilgili taşıma sorunu da yoktur. Buradaki büyük bir buluş, temiz enerjide devrim yaratabilir. Aynı şey füzyon, güneş ve rüzgar için de geçerlidir. Bu teknolojilerin herhangi birinde ve bilhassa hepsinde birden gerçekleşecek büyük bir atılım dünyayı değiştirebilir.

Kısaca; 

-Füzyon enerjisi temiz bir enerji kaynağıdır çünkü sera gazı veya diğer kirleticiler üretmez.

-Füzyon enerjisi sürdürülebilir bir enerji kaynağıdır çünkü yakıt boldur ve asla bitmeyecektir.

-Füzyon enerjisi bol bir enerji kaynağıdır çünkü tüm dünya için yeterli enerji sağlayabilir.

– Füzyon enerjisi karmaşık bir süreçtir, ancak bilim adamları ilerleme kaydediyor ve füzyon enerjisinin çok da uzak olmayan bir gelecekte bir gerçeklik olacağından eminler.

-Füzyon enerjisi dünyayı daha iyiye doğru değiştirme potansiyeline sahiptir.  İklim krizini ele almamıza yardımcı olabilecek temiz, sürdürülebilir ve bol miktarda bir enerji kaynağıdır.

Füzyon enerjisi, temiz enerjinin geleceğidir ve şimdi yatırım yapmaya değer.

Zuhal Mansfield

TMG Dış Tic Madencilik Yönetim Kurulu Başkanı

mansfield@turcomoney.com