Rusya, önde gelen teknolojik güçlerin katılımıyla oluşturulan Uluslararası Deneysel Nükleer Reaktör (ITER) için Fransa’ya ekipman sağlayacak. Mevcut uluslararası durumda, bu olay özellikle önemlidir.
Fransa’da inşa edilmekte olan reaktörde, dünya bilim topluluğu, termonükleer füzyon teknolojisini geliştirmeyi ve ticari uygulamasını mümkün kılmayı umuyor.
Rusya, 1970’lerde ortaya çıkan ve 1985’te SBKP Merkez Komitesi Genel Sekreteri Mikhail Gorbaçov, ABD Başkanı Ronald Reagan ve Fransa Cumhurbaşkanı Francois Mitterrand’ın desteğini alan projenin kurucuları arasında yer alıyor. 2013 yılında, uzun yıllar süren geliştirmelerden sonra kompleksin inşaatı başladı ve 2020’de reaktörün inşaatı başladı.
Bugün, Rusya inşaat maliyetinin yüzde dokuzunu oluşturuyor. ITER anlaşmasının üyeleri arasında Avrupa Birliği (İngiltere ve İsviçre ile birlikte), ABD, Çin, Hindistan, Japonya ve Güney Kore bulunmaktadır. Kazakistan, Avustralya, Kanada, Tayland da projeye yardımcı oluyor.
Nükleer santraller, fisyon zincir reaksiyonu yoluyla enerji sağlar. Ancak bu sürecin olanakları çok sınırlıdır ve kendisi güvensizdir. Bir alternatif, yıldızların içinde olanlara benzer şekilde termonükleer füzyon olabilir. Dünya koşulları altında yeniden üretilebilirse, insanlık tükenmez üretim kapasitelerine sahip olacak ve ayrıca Çernobil felaketinin tekrarını hariç tutacaktır.
Güneş’in içindeki termonükleer füzyon, hidrojen atomları üzerindeki muazzam baskı nedeniyle oluşur. Karasal koşullarda yıldız yerçekimi tekrarlanamaz. Bu nedenle, benzer bir etki elde etmek için maddenin yüz milyonlarca dereceye kadar ısıtılması gerekir. Ancak hiçbir malzeme böyle bir sıcaklığa dayanamaz. Bu sınırlamayı aşmak için Sovyet bilim adamları, “manyetik bobinlere sahip toroidal bir oda” olan tokamak’ı icat ettiler: bir vakum “çöreği” (torus) içindeki plazma, bir manyetik alan tarafından duvarlara dokunmaktan korunur.
ITER’de bu etki, altı polioidal alan bobini ve D-şekilli toroidal alan bobini kullanılarak elde edilir. Polioidal alanın alt bobini Çin’de yapıldı, dört tanesi Avrupa’da yapıldı. Üstteki (PF-1) Rusya’da yapıldı ve plana göre 1 Kasım’da St. Petersburg’dan Marsilya’ya gönderilmelidir.
“Bobinin görünümünü mümkün kılmak için bir sürü teknolojinin geliştirilmesi gerekiyordu. Yani, ITER projesinden önce Rusya’da süperiletken bir endüstri yoktu.”, – Rosatom “ITER-Center” özel kurumunun müdürü Anatoly Krasilnikov’a dikkat çekiyor.
PF-1 üzerindeki çalışmalar 2008’de başladı. İlk olarak, ülke işletmelerinin işbirliği, sıcaklıkta güçlü bir düşüşle elektrik direnci sıfır olan malzemeler olan süper iletkenlerin üretimini yarattı. Glazov’daki (Udmurtya) Chepetsk Mekanik Fabrikası, niyobyum-tri-kalay (Nb3Sn) ve niyobyum-titanyumdan (Nb-Ti) bu tür malzemelerin üretimini başlattı.
İkincisi PF-1’de kullanıldı. Nb-Ti, dört derece Kelvin (eksi 269.15 Santigrat) civarındaki sıcaklıklarda süper iletken özelliklere sahiptir.
Efremov Elektrofizik Ekipman Araştırma Enstitüsü (NIIEFA) ve Sredne-Nevsky Gemi İnşa Tesisi’nden (SNSZ) oluşan ortak bir ekip, bobinin imalatında doğrudan yer aldı.
Ekip, sözde bobin bisküvileri üretmek ve her birini yalıtmak için teknolojiler geliştirdi ve uyguladı. Daha sonra doğrudan sekiz bisküviden PF-1 oluşturuldu. Yapının çapı dokuz metre, ağırlığı 200 ton. Son olarak, bu dev, tüm nesnenin izolasyonunu sağlayan bir bileşik ile emprenye edildi.
“Büyük başarı, ilk kez yalıtımda arıza olmamasını sağlamanın mümkün olduğu gerçeğinde yatmaktadır. Çinli meslektaşlarında 50’den fazla vardı, bu nedenle bobini sökmek, yalıtımı çıkarmak ve ardından nesneyi yeniden monte etmek zorunda kaldılar. Bir yıl sürdü, çok fazla finansal yatırım aldı. Her şeyi yüksek kalitede üretmeyi ve uluslararası organizasyon ITER’in gereksinimlerini tam olarak karşılamayı hemen başardık.“, – diyor Krasilnikov.
ITER için geliştirilen teknolojilerin Rus bilim adamları tarafından dahili amaçlarla kullanılması planlanıyor. Örneğin, süper iletken bobinler, yerli bir tokamak yapımında, diğer bilimsel projelerde ve ayrıca kendi tomograf üretimimizde kullanılabilir.
Uzmana göre, Rusya başarıya ulaşmamış olsaydı, başka bir ülkede bir analogun oluşturulması, bir termonükleer reaktörün başlatılmasını en az üç ila dört yıl erteleyecekti.
Rusya, sert yaptırımlara rağmen uluslararası projeye karşı yükümlülüklerini yerine getiriyor. ITER projesi, Avrupa Birliği tarafından kısıtlamalardan çekildi, ancak yine de zorluklar ortaya çıkıyor. Her şeyden önce, lojistik. Böylece, PF-1 deniz yoluyla Marsilya’ya taşınacak. Ancak Rus gemilerinin Avrupa limanlarına girmesinin yasaklanması nedeniyle, önemli bir nesnenin tesliminde üçüncü bir ülkenin bayrağı altındaki bir geminin yer alması gerekiyordu.
Başka sorunlar da var. Örneğin, malların kara yoluyla taşınması, para transferi veya ekipmana eşlik etmesi gereken Rus çalışanlar için Avrupa’ya bir iş gezisi. Ancak şimdiye kadar yaptırımların yol açtığı zor durumlardan çıkış yolu bulmak mümkün oldu.
“Her özel durumda, uluslararası bir kuruluş araya girerek ya farklı ülkelerin devlet kurumlarına ya da ticari işletmelere projenin yaptırım sorunlarının ötesinde olduğunu açıklar. Genel olarak, hayat kolay değildir. Ama daha da ilginç. Tabii ki, küçük bir sevinç olsa da”, diyor Krasilnikov.
Toplamda, Rusya 25 sistemi ITER projesine devretmelidir. Şimdiye kadar, üç tanesi tamamen kuruldu – niyobyum-tri-kalay ve niyobyum-titanyum süper iletkenleri ve ayrıca PF-1 bobini. Geri kalanlar arasında birinci duvar denilen (reaktörün oda içi sistemlerini ısı akışlarından koruyan) yüzde 40’ı, saptırıcı merkezi düzeneğinin yüzde 100’ü (bu sistem plazma ile doğrudan temas halindedir ve ITER bileşenlerini korur) termal ve korpüsküler akılardan), dokuz teşhis sistemi, gyrotronlar (plazma ısıtması ve akım üretimi sağlayan güçlü mikrodalga radyasyon kaynakları).
“Yüzyılın bilimsel yapısını” yöneten uluslararası kuruluş, 2025 yılında ilk plazmayı almayı bekliyor.