Nükleer teknoloji yeni, sağlıklı ve temiz enerji bağlamında oldukça önemli bir teknolojidir ve özellikle son dönemde insanların çeşitli alanlarına girerek kullanılmaya başlamıştır.

 Bugün elektrik enerjisinden televizyon seyretme noktasından diğer birçok hizmete kadar hayatımızın çeşitli alanlarında nükleer enerjinin izlerine rastlamak mümkün.

Ancak nükleer bilimciler bununla da yetinmiyor ve her gün nükleer teknolojiden yararlanmak için yeni yeni düşüncelere yöneliyor.

İran’da nükleer enerjiden yararlanmak üzere yürütülen barışçıl nükleer faaliyetleri ele aldığımız dizi sohbetimizin devamında bugün nükleer bilim ve teknoloji araştırma merkezine geldik.

Bu araştırma merkezinde yürütülen en değerli faaliyetlerden biri, nükleer füzyon veya diğer adı ile nükleer kaynaşma faaliyetidir.

Nükleer füzyon ya da nükleer kaynaşma, atom bombasında veya güneşte ve yıldızlarda yaşanan çekirdeğin bölünme işlemi, yani nükleer fisyonun tam aksi reaksiyonudur

İnsanoğlu sınırsız enerji kaynaklarına ulaşabilmek için sürekli bu konunun üzerinde düşünmüş ve insanların ihtiyacına göre yeni enerji türleri üretmeye çalışmıştır. Nitekim şimdiden gelecek yıllarda nükleer füzyon dönemini geride bırakarak nükleer ısı enerjisi kapısından gireceğimizden söz edilir.

1952 yılında ilk nükleer ısı enerjisi elde etmek için düzenlenen patlama deneyinde korkunç miktarda kontrol altına alınamayan enerji serbest kaldı. Bu başarılı deneyin ardından nükleer füzyon sırasında serbest kalan bu korkunç enerjiyi kontrol altına alabilme yolları aranmaya başladı.

Nükleer füzyon sürecinde ise büyük atomların parçalanarak küçük atomlara dönüştürme yerine küçük atomlar birbiriyle kaynak yapılarak büyük atomlara dönüştürülür. Einstein’in özel nisbiyet teorisine göre bu reaksiyon oldukça büyük bir enerjinin serbest kalmasına yol açıyor.

Gerçekte nükleer füzyon reaksiyonu güneşin merkezinde sürekli gerçekleşen ve onu devasa bir nükleer füzyon reaktörüne dönüştüren bir reaksiyondur. Güneş hidrojeni daha ağır unsurlara dönüştürerek bu reaksiyondan serbest kalan ısıyı ve ışığı yeryüzüne doğru bize gönderiyor.

Nükleer füzyon sürecinde hidrojen, dotriyum ve tritiyum gibi hafif elementler birbiriyle birleştiriliyor ve böylece daha ağır elementler ve yüklü miktarda enerji elde ediliyor.

Nükleer füzyon veya diğer adı ile nükleer kaynaşma reaksiyonu için 100 milyon derece gibi korkunç sıcaklıkların gerekli olduğu belirtilmelidir. Ancak bu sıcaklıkta maddenin katı, sıvı veya gaz gibi hiç bir şekli yoktur ve maddenin dördüncü şekli olarak tanımlanan plazmaya dönüşür.

Konuyu daha iyi anlayabilmek için nükleer bilim ve teknoloji araştırma merkezinde çalışan uzmanların görüşlerine baş vuruyoruz.

Uzmanımız şöyle anlatıyor:

Burada görmekte olduğunuz cihazın adı, Tokamak’tır. Bu cihazın işi, güneşte oluşan şartları burada, yani yeryüzünde oluşturmaktır. Fakat mevzu bahis çok yüksek sıcaklıklar olduğundan, bu cihazların maddeden soyutlanmış bir ortam oluşturmaları gerekir, böylece ısıyı nükleer füzyonun gerçekleşebileceği şartları oluşturabilecek şekilde ısıyı yükseltebiliriz. Tokamak’lar bunun için çok iyi ve ideal cihazlar sayılır. Tokamak Elvend adlı cihazımız tamamen İran’da tasarlanmış ve yapımı gerçekleşmiştir. Biz burada bu cihazın çalışma şartlarını iki aşamada geliştirerek gücünü arttırmayı başardık. Böylece hidrojen gazı bizim Tokamak cihazımızda maddenin dördüncü şekline dönüşebilecek kadar ısıtılabiliyor. Maddenin dördüncü şekline plazma adı verilir. Plazma yeteri kadar ısıtıldığında, yani nükleer füzyon aşamasına geldiğinde, hidrojen çekirdekleri birleşerek helyum molekülü oluşur. Bu süreçte büyük bir enerji serbest kalır, o kadar ki insanoğlunun gelecekte uzun yıllar ihtiyaç duyduğu enerjiyi karşılayabilir.

Nükleer füzyonun nükleer fisyona nazaran en önemli meziyetlerinden biri, ihtiyaç duyulan yakıt kaynağının bolluğudur. Bundan başka, nükleer füzyon nükleer atıkların yarattığı sorunları yaratmıyor ve muhtemel bir hadise durumunda nükleer füzyon reaktörü kontrolden çıkmıyor. Eğer yeteri kadar lutron içeren deniz suyundan bir galonu nükleer füzyon reaksiyonunda kullanacak olursak, bize hiç bir kirleticisi olmayan 300 galon kadar mazotun sağladığı enerjiyi sağlar.

İAEK plazma ve nükleer füzyon araştırma merkezinde çalışan İranlı nükleer bilimcilerin en büyük başarılarından biri, nükleer füzyon cihazını tasarlayıp imal etmektir. İran’ın nükleer bilim ve teknoloji araştırma merkezinde nükleer füzyon temelinde nötron üreten cihazı İran İslam Cumhuriyeti’ni dünyanın bu teknolojide önde olan on ülkesi arasında yerleştirmeyi başarmıştır. Nükleer füzyon veya nükleer kaynaşmadan elde edilen enerji pek de uzak olmayan bir gelecekte büyük önem arzedeceğinden İran’da gerçekleşen nükleer füzyon cihazının tasarımı ve yapımı gerçekleştirilerek büyük bir başarıya imza atıldı.Nükleer bilim ve teknoloji araştırma merkezinin uzmanlarından biri bu konuda şöyle diyor:

Nükleer füzyon cihazında iyonları merkeze veya eksene doğru ivme verilerek yönlendirilir. Burada iyonlar birbiriyle çarpışarak nükleer füzyon reaksiyonu gerçekleşir. Nükleer füzyon cihazı özellikle tıp alanında birçok kullanımı söz konusudur ve radyoaktif ilaçların üretimi ve kanser tedavisinde faydalıdır.

Uzmanımıza nükleer füzyon cihazının nükleer fisyonla önemli farklılıklarını soruyoruz. Uzmanımız şöyle diyor:

Nükleer fisyon veya nükleer parçalama sürecinde genellikle daha ağır çekirdekler kırılarak daha küçük çekirdeklere bölünür ve bu reaksiyon sırasında büyük enerji açığa çıkar. Ancak nükleer füzyon veya nükleer kaynaşmada adından da belli olduğu üzere çok hafif çekirdekler birbiriyle kaynaşarak enerji ortaya çıkarır. Tokamak cihazının yardımı ile çeşitli nötron çeşmeleri, proton çeşmeleri, X ışını, nötron ve protonları aktifleştirme, tıpta kanser teşhisi ve tedavisinde kullanılan izotop ve radyo izotop üretimi , katıların elektrik, optik ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi, tıbbi teçhizat ve gıda maddelerin hijyen hale getirilmesi, kimyasal atıkların yok edilmesi ve bilinen yaygın nükleer füzyon reaksiyonlarının gerçekleşmesi mümkün olur.

Uzmanımıza Tokamak cihazının aslı Rus yapımı cihaz olup olmadığını ve nasıl çalıştığını soruyoruz. Uzmanımız bu cihazın aslı Rus cihazlar olduğunu belirterek şöyle devam ediyor:

Tokamak cihazları ilkin Rus uzmanlar tarafından tasarlanarak üretildi. Bu cihazın gelecek yıllarda enerji üreten cihazlar için en önemli aday olduğu söylenebilir. Yani bugün dünyanın her yerinde bu cihazın üzerinde araştırma yapılıyor. Şimdiye dek çeşitli cihazlar yapıldı. Şu görmekte olduğunuz cihaz ise küçük ebatta yapılan cihazlardan sayılır. Başka ülkelerde bu cihazın orta ve büyük boyları da vardır. İran’da ise bu cihazdan üç adet daha yapıyoruz. Bu cihazlar gelecekte nükleer fisyon reaktörlerinin yerine geçmesi ve ihtiyaç duyulan enerji bu cihazlarla üretilmesi öngörülüyor. Tokamak cihazında bir gaz ısınmaya başlıyor ve bir kaç milyon dereceye kadar ısıtılıyor. Daha büyük cihazlarda daha yüksek sıcaklara ulaşmak ve nükleer füzyon reaksiyonunu gerçekleştirmek mümkün.

İlk kez İkinci dünya savaşından sonra 1946 yılında İngiltere’de nükleer füzyon teknikleri ile ilgili düşünceler ele alında ve zamanla bu reaksiyonu gerçekleştirmek için manyetik sınırlama yöntemleri tercih edilmeye başladı. Gerçi günümüzde de manyetik yöntem daha çok rağbet görüyor ve manyetik sınırlayıcıların arasında en iyi cihaz da Tokamak cihazı olduğu ifade ediliyor. Bu cihaz 1960’lı yılların başında icat edildi. İlk Tokamak cihazı Moskova’da Kurçatov enstitüsünde yapıldı ve hali hazırda da birçok ülke bu cihazı yapmaya başladı.

Uzmanımız konu ile ilgili açıklamasını şöyle sürdürüyor:

Biraz önce de belirtildiği üzere Tokamaklar gelecek yılların enerji üreticilerinin adayıdır. Yani bu cihazların nükleer füzyon reaktörlerinin yerini almaları bekleniyor. Hali hazırda birçok ülkede araştırma merkezleri Tokamakları sonuca ulaştırmak ve enerji üretmek için üzerinde çalışma yürütüyor. Şu görmekte olduğunuz Tokamak cihazı yıllar önce Rusya’dan satın alındı. Bu yıllarda cihazın üzerinde çeşitli araştırmalar yapıldı ve cihazı çok iyi biçimde güncelleştirmeyi başardık. Şimdi ise bu cihazın üzerinde sıcak plazma araştırmalarını uluslararası düzeyde yapılan araştırmaların düzeyinde yapabiliyoruz. Yani cihazın üzerinde çeşitli projeleri gerçekleştiriyoruz. Birçok öğrenci yüksek lisans ve doktora tezlerini burada yaptı. Şu Tokamak cihazı dünyada halen çalışmakta olan Tokamak cihazlarından biridir

Aslında günümüzde yaygın olan enerji üretme yöntemleri artık beşeri camianın tüm ihtiyaçlarını karşılayamadığından ve yeni enerji türleri konusunda da pek de parlak bir ufuk gözükmediğinden ve ayrıca fosil yakıt kaynakları da kısıtlı olup çevreyi şiddetle kirlettiğinden enerji konusu ve ona yönelik ihtiyaç hakkında teknoloji sahibi olan ülkelerin arasında yeni tanımlamalar yapılıyor. Bu durum doğal olarak bu ülkeleri sınırsız enerji kaynaklarına ulaşma yönünde işbirliğine sevk ediyor.

Uzmanımız açıklamasını şöyle sürdürüyor:

Bilim adamları son yıllarda nükleer füzyon reaksiyonu sırasında kaçan elektronları manyetik sınırlama tekniği ile yakalamayı başardılar ve şimdi bu yöntemle Polyol cihazını yaparak nükleer füzyon santrali yapmayı umuyorlar.  Polyol cihazı aslında içinde manyetik magnetleri bulunan mekanik bir cihazdır. Bu magnetler elektronları yakalar ve böylece onlardan enerji elde etmek mümkün oluyor.

Uluslararası ITER projesi şimdiye kadar tasarlanan en büyük nükleer füzyon reaktörüdür ve 1988 yılında Amerika ve Rusya ve ardından AB ve Japonya’nın katılımı ile geniş bir şekilde gündeme alında ve sonunda Fransa’nın güneyinde inşa çalışmaları başladı.

Aslında dünyanın büyük ülkelerinin ITER projesine katılmalarının önemli sebeplerinden biri, projenin devası oluşu ve yüksek maliyetidir.

Her halükarda günümüzde nükleer teknolojiden çeşitli alanlarda üretim süreçlerini kontrol alma alanında ve ayrıca nükleer ölçüm sistemlerinde yararlanmak oldukça yaygın hale gelerek büyük önem kazanmaya başladı. Bu süreçte çeşitli sanayi endekslerini ölçmek için düşük düzeyde zayıflatılmış radyoaktif maddeler kullanılır. Nasıl mı? Bunu da bir sonraki sohbetimizde ele alacağız.