ABD lityum buhar mağarasını mükemmelleştirdi, nükleer füzyon reaktörünün ısı bariyerini kırdı. Çok sayıda bilgisayar simülasyonu, lityum buhar mağarası için ideal yerin tokamak’ın tabanında, orta bacanın yakınında olduğunu belirledi.
ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı’ndaki (PPPL) bilim insanları, füzyon reaktörlerinde oluşan yoğun ısıyı yönetmenin yolları üzerinde çalışıyor. Tokamak adı verilen halka şeklindeki bir füzyon kabını, plazmanın ürettiği aşırı sıcaklıklardan korumak için tasarlanmış bir lityum buharı “mağarası” ve gözenekli bir plazmaya bakan duvar fikrini ortaya attılar.
Lityum buhar mağarası yer tespiti
PPPL’de tokamak deneysel bilimine liderlik eden ve Nuclear Fusion’da lityumun önerilen yerleşimi hakkında yakın zamanda yayınlanan bir makalenin ortak yazarı olan Rajesh Maingi: “PPPL’nin, özellikle sıvı lityum olmak üzere, sıvı metalleri, füzyon performansını artırmak için kullanma konusundaki uzmanlığı, bunun bir tokamak içinde en iyi şekilde nasıl kullanılabileceğine dair fikirlerin geliştirilmesine yardımcı oluyor” diye vurguladı.
Araştırmacılar, kapsamlı bilgisayar simülasyonları yoluyla lityum buhar mağarası için en uygun yeri belirlediler: tokamak’ın tabanına yakın, merkez yığınına bitişik. PPPL basın açıklamasında: “Lityum buhar mağarasının arkasındaki fikir, lityumu sınır tabakasında, sıcak, eriyen çekirdek plazmasından uzakta, ancak aşırı ısıya yakın tutmaktır” dedi. Bu stratejik yerleşim, lityum buharının, plazmanın yüksek sıcaklığını bozmadan, çekirdek plazmadan ayrı bir alan olan özel akı bölgesinden gelen ısıyı etkili bir şekilde dağıtmasına olanak tanıyor.
PPPL’de yardımcı araştırma fizikçisi ve yeni makalenin baş yazarı olan Eric Emdee: “Lityum buharlaştırıcı, özel akı bölgesine yerleştirilmediği sürece gerçekten çalışmıyor” diye vurguladı. Lityum buhar mağarası, tokamak duvarlarına ulaşmadan önce fazla ısıyı yakalayıp etkisiz hale getirerek önemli bir güvenlik önlemi görevi görüyor.
Başlangıçta bir “metal kutu” olarak tasarlanan bu yapı, araştırmacılar tarafından yarım kutuya benzeyen daha basit bir “mağara” yapısının lityum buharını tutmak için yeterli olduğu keşfedildi.
Emdee, “Yıllarca dört tarafı tamamen kaplayan bir kutuya ihtiyacımız olduğunu düşündük, ancak şimdi çok daha basit bir şey yapabileceğimizi biliyoruz” diye vurguladı. Özellikle bu yeni aerodinamik tasarım, sadece buharlaşan lityumun yolunu optimize ederek ısı emme kabiliyetini artırmakla kalmıyor, aynı zamanda cihazın yapısını da basitleştirerek daha pratik ve uygun maliyetli hale getiriyor.
