Geleceğin temiz ve sınırsız enerji kaynağı olarak görülen nükleer füzyon teknolojisinde, teoriden pratiğe geçişi engelleyen en büyük sorunlardan biri malzeme bilimiydi. İngiltere'nin iddialı STEP (Enerji Üretimi için Küresel Tokamak) programı kapsamında kurulan yeni araştırma merkezi DIADEM, enerji sektörünü uzun süredir meşgul eden ‘metalurjik kabusu’ çözüme kavuşturdu.
Araştırmacılar, füzyon reaktörlerinin kalbinde kullanılacak ve bir araya getirilmesi imkansız olarak görülen iki metali; tungsten ve bakırı, yenilikçi bir yöntemle işlemeyi başardı.
3.000 DERECEYE DAYANACAK 'MÜKEMMEL İKİLİ'
Bir füzyon reaktörünün iç haznesi, Güneş'in merkezini taklit eden yoğun manyetik alanlara ve aşırı ısıya maruz kalır. Mühendisler bu ortam için erime noktası çok yüksek olan tungsten ile ısıyı hızla uzaklaştırma yeteneğine sahip bakırın mükemmel bir kombinasyon olduğunu biliyordu.
Ancak bu iki metalin birleştirilmesi bugüne kadar mümkün olmamıştı. Erime noktaları ve genleşme oranları birbirinden çok farklı olduğu için, geleneksel kaynak veya döküm yöntemleri metallerin çatlamasına veya ayrılmasına neden oluyordu.
METAMALZEMELER ÇAĞI BAŞLIYOR
Nottingham Üniversitesi Eklemeli Üretim Merkezi (CfAM), geleneksel yöntemlerin başarısız olduğu noktada ‘Çoklu Metal Lazer Toz Yatak Füzyonu’ (MM-LPBF) teknolojisini devreye soktu. İki metal bloğunu birbirine kaynaklamak yerine, malzemeler sıfırdan ve eş zamanlı olarak 3 boyutlu yazıcılarla işlendi.
‘Moleküler karıştırma’ olarak adlandırılan bu yöntemle, araştırmacılar ‘metamalzeme’ adını verdikleri yeni bir yapı elde etti. Mikroskobik ölçekte metal bileşimi kontrol edilerek, tungsten ve bakır arasında pürüzsüz bir geçiş sağlandı ve bileşen arızalarına yol açan zayıf birleşim noktaları ortadan kaldırıldı.
HAVACILIK VE TIP SEKTÖRÜNE DE YANSIYACAK
CfAM Direktörü Profesör Richard Hague, “İki farklı metalin birleştirilmesi, füzyon sektörü için kritik bir sorundu. Artık yeni nesil mühendislik malzemelerine kapı açıyoruz” dedi.
Bu teknolojinin sadece füzyon enerjisiyle sınırlı kalmayacağı; gelecekte havacılık motorları ve yüksek teknolojili tıbbi implantların üretiminde de devrim yaratacağı belirtiliyor.
ROLLS-ROYCE VE UKAEA GÜÇ BİRLİĞİ YAPTI
Proje, sadece bilimsel bir deney olmanın ötesinde, İngiltere’nin füzyonu ticarileştirme stratejisinin temel taşlarından biri olarak görülüyor. İngiltere Atom Enerjisi Kurumu (UKAEA) ile Rolls-Royce gibi sanayi devlerini bir araya getiren girişim, ‘Yüksek Risk, Yüksek Getiri’ prensibiyle destekleniyor.
Bilimsel teoriyi ‘ticari bir gerçekliğe’ dönüştürmeyi hedefleyen İngiltere, bu teknoloji sayesinde temiz enerji geçişi için gerekli olan özel donanımların küresel ihracatçısı olmayı planlıyor.
