Merhaba arkadaşlar bugün füzyon reaktörü, füzyon reaktörü nedir, füzyon reaktörü avantajlarını ve problemlerini sizlere anlatacağız. Yazıyı okumadan önce bir önceki yazılarımız olan; nükleer kaynaşma (füzyon) nedir ve anötronik füzyon reaktörleri yazılarını okumanızı öneririz.
Daha ağır bir çekirdek vermek üzere kaynaşan iki hafif çekirdek enerji üretir. Ama bunu denetim altında oluşturmak zor bir iştir. Bu sonuca ulaşmak için iki çekirdeği, taşıdığı protonların elektrik yükleri arasındaki itme kuvveti çekirdek çekim kuvvetinin altına düşecek ölçüde birbirine yaklaştırmak gerekir.
Şekil 1 de gösterilen D-T füzyon reaktöründe
alfa parçacığı enerjisinin %20 sini ve nötron da %80 nini veya 14 MeV ini taşır. Alfa parçacıkları yüklü olduklarından öncelikle plazma tarafından soğurulurlar ve bu, plazma sıcaklığının artmasına neden olur. Buna karşın, yüksüz 14 MeV lik nötronlar plazma içerisinden geçerler. Bu nötronlar plazmayı saran ve battaniye (blanket) görevi yapan materyal tarafından soğurulmalıdır, burada bunların büyük kinetik enerjisi elektrik gücü üretmek için kullanılır.
Nötron soğurucu materyal olarak, düzeneğinden geçirilerek buhar üretilir. Bu buhar, diğer güç santrallerinde olduğu gibi tribünleri çalıştırmak için kullanılır. Şekil 2 de böyle bir reaktör gösterilmektedir. Hesaplamalara göre, 1 m kalınlığındaki Li battaniye küçük bir D-T topağının füzyonundan ortaya çıkan nötronların %100 ünü yakalayabilir.
Nötronların Li tarafından yakalanması
reaksiyonu ile açıklanabilir. Burada yüklü trityuma, alfa parçacığının kinetik enerjileri ergimiş Lityumda iç enerjiye dönüşür. Lityumun enerji transfer ortamı olarak kullanılmasının bir ek avantajı üretilen trityumun lityumdan ayrılarak tekrar reaktöre yakıt olarak dönüştürülebilmesidir.
Füzyon Reaktörü Avantajları ve Problemleri
Füzyon gücü kullanılabildiği takdirde aşağıdaki avantajlar sağlanır:
- Yakıtın (döteryum) düşük maliyeti ve bolluğu,
- kaçak kazaların olma olasılığının olmaması,
- daha az radyasyon tehlikesi.
Sezinlenen problemlerin ve dezavantajların bazıları ise şunlardır:
- Lityumun az bulunması,
- helyumun sınırlı olması. He, sınırlayıcı yüksek manyetik alanların üretilmesinde kullanılan süper iletken mıknatısların soğutulmasında kullanılır,
- yapısal zararlar ve nötron bombardımanı sonucu oluşan radyoaktivite.
Bu temel problemler ve mühendislik tasarım faktörleri çözümlenebilirse, nükleer füzyon, 21. yüzyılın ortalarına doğru uygun bir enerji kaynağı olabilir.