İç içe geçmiş maddelerin bir araya gelmesiyle enerji üretebilen füzyon enerjisi, doğal olarak zorlu bir süreçtir. Ancak, bu alanda yeni bir yaklaşım geliştirilmesi, potansiyel olarak enerji verimliliğini artırabilir.
Füzyon reaktörleri, elektrik üretecek şekilde tasarlandıklarında belirli zorluklarla karşılaşabiliyor. Avalanche Energy’nin Malzeme Bilimi Uzmanı Daniel Velásquez, “Elektrik üretebilen bir füzyon reaktörü daha iyi bir sonuçtur.” dedi. Ancak, bu yeni endüstri henüz bu aşamaya geçemedi.
Füzyon Reaksiyonları ve Enerji Verimliliği
Füzyon reaksiyonları, iki hafif atomun bir araya gelerek daha ağır bir atom oluşturması süreciyle muazzam miktarda enerji açığa çıkarıyor. Ancak bu enerjiyi toplamak zorlayıcı olabiliyor. Genellikle suyu ısıtıp bir buhar türbini döndürme yöntemi kullanılsa da, bu yöntem toplam gücün en iyi ihtimalle %60’ını toplayabiliyor.
Yeni Malzemeler: Radiovoltaikler
Avalanche Energy, yeni malzemeler olan radiovoltaikleri geliştirerek daha fazla enerji yakalayabileceğini düşünüyor. Radiovoltaikler, güneş panellerine benzer şekilde, radyasyonu elektriğe dönüştürmek için yarı iletkenler kullanıyor. Ancak mevcut radiovoltaikler, topladığı radyasyondan kolayca zarar görebiliyor ve çok fazla elektrik üretmiyor.
Bugün, Avalanche, yeni radiovoltaiklerin geliştirilmesi için DARPA’dan 5.2 milyon dolarlık bir kontrat aldı. Pentagon araştırma ajansı, bu malzemeleri yeni nesil nükleer bataryalarda kullanmakla ilgileniyor. Bu tür cihazlar, uzay araçları ve uydu gibi sistemleri uzun süre enerji sağlayabilir.
Nükleer Bataryalar ve Olası Uygulamalar
Yine de, Avalanche bu proje doğrultusunda ilerlemiyor. Ancak DARPA ödülü, şirketin hedefleriyle örtüşüyor. Fiziksel olarak, nükleer bataryalar ve füzyon reaksiyonları her ikisi de alfa parçacıkları üretiyor; bu da ekipman için zarar verici olabilir. Avalanche, uzak askeri üslerdeki dizel jeneratörleri değiştirebilecek bir masaüstü boyutunda füzyon reaktörü geliştirmeyi planlıyor.
Eğer company, bir nükleer batarya için yeni bir radiovoltaik geliştirebilirse, bu bilgiyi yeni bir reaktör parçasına uygulama şansı bulabilir. Böyle bir kaplama, alfa parçacıklarını toplamada yardımcı olurken reaktörü koruyabilir ve ürettiği elektriği artırabilir. Ayrıca, ABD Hava Kuvvetleri’nin AFWERX araştırma laboratuvarından hesaplama ilerlemelerini kullanarak malzeme keşfini hızlandırmak için 1.25 milyon dolarlık bir ödül kazandı.
Füzyon girişimleri, ‘eşitlik’ adı verilen bir başarı hedefini başarmak için yarışıyor. Bu hedef, füzyon reaksiyonunun ürettiği güç ile onu sürdürebilmek için gereken güç oranı olan Q > 1 ile tanımlanıyor. Alfa parçacıklarını elektrik üretmekte kullanabilmek, ticari füzyon gücüne ulaşmayı kolaylaştırabilir.
Avalanche, alfa parçacıkları üretecek bir reaktör tasarımına sahip olan tek şirket değil. Eğer başarılı olursa, bu teknolojiyi diğer füzyon şirketlerine tedarik edebilir, bu da sektördeki yeni bir trend haline geliyor.
