ABD’deki Purdue Üniversitesi ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL) araştırmacıları, aktif bir nükleer reaktörde güvenli kuantum iletişimini başarıyla gerçekleştirdi. Bu çalışma, nükleer enerji alanında kuantum şifrelemenin uygulanmasına yönelik dünya çapındaki ilk başarılı deneme olarak kayıtlara geçti.
Araştırmada, Purdue Üniversitesi’ne ait PUR-1 reaktörü kullanıldı ve Toshiba’nın geliştirdiği kuantum anahtar dağıtımı (QKD) sistemiyle iletişim test edildi.
GELECEĞİN ENERJİ MODELİ
Küresel enerji sektörü, karbon salımı olmadan sürdürülebilir üretim arayışında. Bu doğrultuda küçük modüler reaktörler (SMR) ve mikroreaktörler, fisyona dayalı temiz enerji üretiminde ön plana çıkıyor. Bu yeni nesil reaktörlerde radyoaktif atık miktarı azalsa da, özellikle siber güvenlik konusundaki endişeler varlığını koruyor.
Mevcut şifreleme sistemleri hâlâ güçlü olsa da, kuantum bilgisayarların gelişimiyle birlikte bu sistemlerin zamanla yetersiz kalabileceği öngörülüyor. Bu nedenle kuantum şifreleme, kritik altyapılar için gelecekteki güvenlik çözümü olarak değerlendiriliyor.
DİJİTALLEŞMİŞ REAKTÖR PLATFORMU
ABD'de nükleer enerji 1960'lardan beri kullanılıyor, ancak sektör uzun süre dijital dönüşüme uzak kaldı. Buna rağmen PUR-1 reaktörü, bu alanda istisnai bir konuma sahip. Tamamen dijital sistemlerle çalışan bu reaktör, kontrol mekanizmalarını ekranlar, klavye ve ethernet kabloları aracılığıyla sağlıyor. Bu özellik, onu kuantum şifreleme teknolojilerinin test edilmesi için ideal bir platform haline getiriyor.
Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndan uzmanlar, PUR-1’in son teknoloji dijital altyapısı sayesinde hem reaktör operasyonlarında hem de siber güvenlik çözümlerinde ileri düzey testlere olanak sunduğunu belirtiyor.
GÜVENLİ ANAHTAR PAYLAŞIMI
Araştırmada Toshiba’nın kuantum anahtar dağıtım sistemi, reaktör ortamında iki düğüm arasında optik fiber kablo üzerinden test edildi. Bu kurgu ile kuantum anahtarları güvenli şekilde değiştirildi. Senaryo simülasyonları için çeşitli fiziksel engeller, gecikme hatları ve zayıflatıcılar kullanıldı. Böylece sistemin dayanıklılığı artırılmış oldu.
Testler sonucunda sistemin saniyede 320 kilobit oranında güvenli anahtar üretebildiği ve 54 kilometre mesafede %3,8 kuantum bit hata oranıyla çalıştığı belirlendi. Daha ileri testlerde, tek seferlik ped (OTP) şifreleme ile 135 kilometreye kadar güvenli bağlantı sağlandı. Şifreleme ve çözme işlemleri ise yarım saniyeden kısa sürede tamamlandı.
UZAK BÖLGELERDE KORUMA
Purdue Nükleer Mühendislik Okulu'ndan Dr. Stylianos Chatzidakis, mikroreaktörlerin özellikle uzak bölgelere konuşlandırıldığını ve bu tür reaktörlerin izleme, kontrol ve güvenlik operasyonları için sürekli veri alışverişine ihtiyaç duyduğunu belirtiyor. Bu nedenle siber güvenlikte yaşanacak bir ihlal, sadece operasyonları değil kamu güvenliğini ve enerji arz güvenliğini de tehlikeye atabilir.
GELECEK AŞAMA RADYASYON ORTAMI
Elde edilen başarılı sonuçlara rağmen araştırmacılar, testlerin henüz yüksek radyasyonlu ortamlarda yapılmadığını vurguluyor. Bir sonraki adımda, sistemin bu tür zorlu koşullarda da değerlendirilmesi planlanıyor.
Bu çalışma, nükleer tesislerde dijital güvenliğin geleceği açısından önemli bir eşik olarak görülüyor. Gelişen kuantum teknolojileriyle birlikte, bu tür çözümlerin enerji sektöründe daha geniş ölçekte uygulanması bekleniyor.
