Nükleer füzyon yarışında, ticari işletmenin önündeki temel teknik sorunlardan biri olan plazma kararlılığına yönelik önemli bir gelişme yaşandı. Çin Bilimler Akademisi Plazma Fiziği Enstitüsü araştırmacıları, EAST adlı Deneysel Gelişmiş Süper İletken Tokamak cihazında yeni bir çalışma rejimi geliştirdi. Füzyon reaktörlerinde en büyük operasyonel sorunlardan biri, Güneş’ten daha yüksek sıcaklıklara ulaşan plazmanın yeterince uzun süre kararlı tutulamaması. Araştırma ekibi, bu soruna reaktör duvarlarını koruyan ve plazma stabilitesini artıran yeni bir yöntemle çözüm aradı.
TERMAL YÖNETİM VE DONANIM HASARI
Füzyon reaktörleri, çok sıcak gaz halindeki plazmayı güçlü manyetik alanlar içinde hapsederek çalışıyor. Bir füzyon santralinin sürekli ve güvenli çalışabilmesi için, plazma kenarından sızan aşırı ısının reaktör donanımına zarar vermeden uzaklaştırılması gerekiyor. Bu süreçte “divertör” olarak adlandırılan bileşenler, çok yüksek ısı yüklerine maruz kalıyor. Ayrıca “kenar lokalize modları” olarak bilinen ani enerji patlamaları, reaktörün operasyonel ömrünü ve verimliliğini olumsuz etkileyebiliyor.
DTP REJİMİ İLE KARARLI PLAZMA
Prof. Dr. Guosheng Xu liderliğindeki ekip, reaktör içine hafif safsızlık gazlarının enjeksiyonunu hassas biçimde kontrol ederek yeni bir çalışma rejimi geliştirdi. Araştırmacılar bu yöntemi “Ayrık Divertör ve Türbülansın Hakim Olduğu Kaide” olarak adlandırıyor. Physical Review Letters dergisinde yayımlanan çalışmaya göre sistem, gaz girişinin gerçek zamanlı optimizasyonuyla termal kararlılığı korurken, divertör plakalarına ulaşan yıkıcı ısıyı büyük ölçüde azalttı. Araştırmanın en önemli sonucu, donanıma zarar veren enerji patlamalarının ortadan kaldırılması ve metal duvarlı reaktör ortamında yaklaşık bir dakika boyunca yüksek performanslı plazma çalışmasının sürdürülebilmesi oldu.
TİCARİ FÜZYON İÇİN KRİTİK ADIM
Araştırmacılar, geliştirilen termal yönetim yaklaşımının yüksek basınç birikimini sınırladığını ve mikrotürbülanslar aracılığıyla ısının dışarı taşınmasını sağladığını belirtiyor. Bu yöntem, enerji hapsi ile donanım güvenliği arasında denge kurarak uzun darbeli füzyon santrallerinin geliştirilmesi için önemli bir teknik aşama olarak değerlendiriliyor.
