Füzyon enerjisinde Çin, ABD'yi geride brakıyor

ABD ve Çin arasında yüksek teknoloji yarışı sürerken her iki ülke de bulunması zor bir enerji kaynağının peşinde: füzyon.

Çin, devasa bir füzyon teknolojisi kampüsünü tamamlayarak ve en büyük sanayi şirketlerinden bazılarını içeren ulusal bir füzyon konsorsiyumu başlatarak ABD'yi geride bırakıyor.

Çin'deki ekipler füzyon projelerini tamamlamak için üç vardiya halinde, günün her saati çalışıyor. Ve Asya'nın bu süper gücü füzyon bilimi ve mühendisliği alanında ABD'nin 10 katı kadar Doktoralı akademisyene sahip.

Sonuç olarak Amerikalı yetkililer ve bilim insanları arasında ABD'nin erken liderliğinin elden gitmekte olduğuna dair endişeler artıyor.

Enerji Bakanlığı'nın Füzyon Enerjisi Bilimleri Ofisi'nin başında bulunan JP Allain, Çin'in füzyon için yılda yaklaşık 1,5 milyar dolar harcadığını, bunun da ABD hükümetinin füzyon bütçesinin neredeyse iki katı olduğunu söyledi. Dahası Çin, yüzlerce ABD'li füzyon bilimcisi ve mühendisinin ticari füzyon enerjisi elde etme umuduyla ilk kez 2020 yılında yayınladıkları yol haritasına benzer bir program izliyor gibi görünüyor.

Allain, "Uzun vadeli planımızı inşa ediyorlar," dedi. "Tahmin edebileceğiniz gibi bu çok sinir bozucu."

Çin'in füzyon tesislerine aşina olan bilim insanları, ülkenin mevcut harcama ve geliştirme hızını sürdürmesi halinde, üç veya dört yıl içinde ABD ve Avrupa'nın manyetik füzyon yeteneklerini geçeceğini söyledi.

Füzyon uzun zamandır bir temiz enerji hayali. Atomları birleştirme süreci güneşe güç veren süreçle aynıdır ve bilim insanları neredeyse sınırsız enerji sağlamak için bu süreçten yararlanmayı ummaktadır. Teknoloji göz korkutucu bilimsel ve mühendislik engelleriyle karşı karşıya ve bazı uzmanlar bunu ulaşılamayacak bir serap olarak görüyor.

Füzyon konusunda bilimsel bir atılım tüm insanlığa fayda sağlayabilecek olsa da, ABD'de bazıları bunun, ABD ve diğerleri daha fazla üretim ve tedarik zincirini ülke sınırları içine kaydırmaya çalıştıkça enerji kaynakları üzerinde artan rekabette Çin'e avantaj sağlayacağından korkuyor.

Çin halihazırda hızla büyüyen bir nükleer teknoloji endüstrisine sahip ve diğer tüm ülkelerden daha fazla konvansiyonel nükleer enerji santrali inşa ediyor. Destekçileri arasında büyük teknoloji şirketlerinin de bulunduğu Washington D.C. merkezli bir düşünce kuruluşu olan Bilgi Teknolojileri ve İnovasyon Vakfı tarafından geçen ay yayınlanan bir rapora göre, ülkenin nükleer santral gelişimi, ticari füzyona ulaşıldığında kendisine avantaj sağlayacak.

Nükleer füzyon, iki hafif atom çekirdeğinin birleşerek daha ağır tek bir atom çekirdeği oluşturmasıyla meydana gelir. Bu süreç büyük miktarda enerji açığa çıkarır, karbon salınımı yapmaz ve sınırlı radyoaktivite yaratır - tabii eğer birileri bunu başarabilirse.

Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları füzyon reaksiyonlarının nasıl sürdürüleceğini anlamaya ve bu enerjiyi net güce dönüştürmenin bir yolunu bulmaya çalışıyor. ABD, füzyon reaksiyonları yaratmak için lazer kullanan bir teknolojiye öncülük ediyor, ancak manyetik füzyon - plazmayı sınırlamak için manyetik alanlar kullanmak - birçok uzmanın ilk ticarileşmeyi beklediği yerdir.

Çin'in füzyon hamlesi

Çin, bol enerji hayalinin peşinden gitmek için büyük kaynaklar harcıyor. Çalışmalara aşina olan bilim insanlarına göre Çin'deki ekipler sadece Ay Yeni Yılı'nda mola veriyor.

"Bunun için çok fazla insan sermayesi, çok fazla para ve çok fazla organizasyon harcıyorlar. Asıl soru şu olacak: Teknolojiyi çözebilecekler mi?" diyor aralarında Bill Gates'in de bulunduğu yatırımcılarıyla ABD'nin en büyük özel füzyon şirketi olan Commonwealth Fusion Systems'ın CEO'su Bob Mumgaard.

Çin Bilimler Akademisi'nin Çin'in doğusundaki Hefei kentinde bulunan Plazma Fiziği Enstitüsü 2018 yılında yaklaşık 100 dönümlük bir manyetik füzyon araştırma ve teknoloji kampüsünün temelini attı. Önümüzdeki yıl tamamlanması beklenen tesis şimdiden büyük ölçüde faaliyete geçmiş durumda ve teknolojiyi sanayileştirmeye odaklanmış durumda.

Geçen yılın sonlarında Çin, yeni bir ulusal füzyon şirketi kuracağını ve devlete ait Çin Ulusal Nükleer Şirketi'nin füzyon enerjisi peşinde koşan devlete ait sanayi firmaları ve üniversitelerden oluşan bir konsorsiyuma liderlik edeceğini söyledi. Özel bir Çinli şirketin en büyük girişimlerinden biri, 2018 yılında sıfırdan bir füzyon bölümü kuran enerji holdingi ENN'ye ait.

O zamandan beri ENN, plazmayı tutmak için güçlü mıknatıslar kullanarak füzyonun gerçekleşebileceği makineler olan iki tokamak inşa etti. ENN'nin füzyon çalışmaları Çin dışında iyi anlaşılmıyor ve gelişim hızının ABD veya Avrupa'da tekrarlanması zor olacaktır.

Hükümetler ve özel yatırımcılar Ağustos 2021'den bu yana füzyona büyük ilgi gösteriyor. Kaliforniya'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki bilim insanlarının tükettiğinden daha fazla enerji üreten bir füzyon reaksiyonu olan "ateşlemeyi" başarmasının ardından 2022 yılında füzyon teknolojisine yapılan yatırımlar arttı. Federal araştırma laboratuvarı o tarihten bu yana dört kez önemli bir kilometre taşına ulaştı.

Biden yönetimi 2022'de on yıl içinde ticari füzyon enerjisine ulaşma hedefi koydu ve son bütçe teklifinde füzyon için 1 milyar dolar talep etti. 1980'ler ve 90'lardaki yarı iletken programına benzer bir ABD kamu-özel füzyon konsorsiyumu düzenlenmesi, yakın zamanda Beyaz Saray'da düzenlenen bir etkinlikte tartışılan bir öneriydi. DOE'nin yakın zamanda verdiği bazı ödüller, NASA'nın ticari uzay endüstrisini desteklemesine benzer şekilde yapılandırıldı.

Kimin kazanacağı belli değil

Füzyon dünyası, kendi teknolojilerinin ve yaklaşımlarının dünyanın enerji ihtiyacını karşılamak için en iyisi olduğuna inanan düşmanlarla dolu. Bunların çoğu, dünyayı örümcek ağı gibi saran ortaklıklara sahip meslektaş rakiplerdir. Ancak işbirliği, Çin ile Batı, özellikle de ABD arasında giderek artan düşmanca ilişkiler nedeniyle karmaşık bir hal almıştır.

Füzyon bilimcileri, ülkelerin füzyon enerjisi araştırmalarının gizliliğini kaldırmaya başladığı 1950'lerin sonlarından bu yana bilgi alışverişinde bulunmuş ve paylaşmışlardır. Çin, Rusya ve ABD, Fransa'daki Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör ya da ITER'e dahil olan 35 ülke arasında yer alıyor.

Diğer bilim insanları, Çinli bilim insanlarının uluslararası füzyon konferanslarına katıldıklarını ve doğrudan görüşmeler yoluyla bilgi paylaşımında daha rahat göründüklerini, ancak dilin bir engel olduğunu söylüyor.

Beyer, ABD'deki en büyük iki özel füzyon firmasına atıfta bulunarak, "Çin'de, söyleyebileceğimiz kadarıyla, bir buçuk milyar dolarlarının çoğu aslında Helion veya Commonwealth Fusion ile rekabet edebilecek şeyler inşa edecek" dedi.

MIT'de mühendislik profesörü olan ve birkaç yıl boyunca Çin'in füzyon danışma komitelerinde yer alan Dennis Whyte, Çin'in on yıllar boyunca bir füzyon programından "neredeyse hiçbir şeye" sahip olmadığını söyledi. Çin'in dünya standartlarında bir füzyon bilim programı ve ulusal laboratuarlar kurması yaklaşık 10 yıl sürdü.

Whyte, "Bu noktaya gelmeleri neredeyse bir anda oldu," diyor. "Hızlanma konusundaki yeteneklerini hafife almayın."

Manyetik-sonsuzlaştırma füzyonu nasıl çalışır?

Füzyon, iki atom parçacığının birleşerek tek ve daha ağır bir atom parçacığı oluşturması ve büyük miktarda enerji açığa çıkarması sürecidir. Yıldızlarda, yerçekimi ve ısı atomik parçacıkların çarpışmasını sağlar. Yeryüzünde, yaygın bir deneysel füzyon tasarımı atomları yakalamak ve sıkıştırmak için bir manyetik alan kullanır.

KAYNAK: https://www.wsj.com/

YAZARLAR: Jennifer Hiller   Sha Hua