How close are we to powering the world with nuclear fusion? - George Zaidan

245,734 views ・ 2024-06-27

TED-Ed


Videoyu oynatmak için lütfen aşağıdaki İngilizce altyazılara çift tıklayınız.

Çeviri: Suat Utku Merter Gözden geçirme: Eren Gokce
00:06
In the time it takes to snap your fingers,
0
6878
2002
Parmaklarınızı şıklatmak için gereken sürede;
00:08
the Sun releases enough energy to power our entire civilization for 4,500 years.
1
8880
6423
Güneş, medeniyetimize 4.500 yıl yetecek kadar enerji açığa çıkarıyor.
00:15
So naturally, scientists and engineers have been working to build
2
15720
3503
Doğal olarak, bilim insanları ve mühendisler şebekeye entegre etmek için
00:19
a miniature star here on Earth... to plug into our power grid.
3
19223
3963
yeryüzünde minyatür bir Güneş oluşturmaya çalışıyorlar.
00:23
And the thing is, we already kind of have.
4
23352
3212
Aslında, zaten buna sahipiz.
00:26
It just doesn’t look like a tiny star floating in a lab.
5
26689
3087
Ama laboratuvarda süzülen küçük bir yıldıza benzemiyor.
00:30
The stars are made of an almost incomprehensible number of particles,
6
30026
4171
Yıldızlar; yer çekiminin son derece yoğun bir çekirdeği sıkıştırdığı
00:34
which gravity compresses into a super dense core.
7
34197
3253
çok sayıda partikülden oluşurlar.
00:37
This core is hot and dense enough to force atomic nuclei together,
8
37867
4296
Bu çekirdek, füzyon diye bilinen süreçle, atomik çekirdekleri birleştirip
00:42
forming larger, heavier nuclei in a process known as fusion.
9
42163
4129
daha büyük ve ağır çekirdekler oluşturacak kadar sıcak ve yoğundur.
00:46
The reverse process, where one atom splits into two, is called fission.
10
46584
4254
Tek atomun ikiye ayrıldığı ters sürece ise fisyon adı verilir.
00:51
In both processes, the mass of the end products is slightly less
11
51214
3795
Her iki süreçte de son maddenin kütlesi,
00:55
than the mass of the initial atoms.
12
55009
1794
ilk maddeden biraz daha azdır.
00:56
But that lost mass doesn’t disappear—
13
56928
2586
Ancak, azalan bu kütle kaybolmaz.
00:59
it’s converted to energy according to Einstein’s famous equation.
14
59555
3712
Einstein’ın ünlü kuramına göre enerjiye dönüşür.
01:03
And since c² is such a massive number,
15
63434
2252
C² devasa bir sayı olduğundan
01:05
both fission and fusion generate a lot of energy.
16
65728
3712
hem fisyon hem de füzyon çok fazla enerji açığa çıkarır.
01:10
Fusion in our Sun mostly produces helium nuclei.
17
70191
3629
Güneşin içinde gerçekleşen füzyon çoğunlukla helyum çekirdekleri üretir.
01:13
In the most common pathway, two protons fuse to form a deuterium nucleus,
18
73820
4462
En yaygın yolda; iki proton birleşip döteryum çekirdekleri oluşturur,
01:18
which then fuses with another proton to form a helium-3 nucleus,
19
78282
4421
bu başka bir proton ile birleşerek helyum-3 çekirdeği oluşturur
01:22
which then fuses with another helium-3 nucleus to form a helium-4 nucleus.
20
82787
5505
ve bu başka bir helyum-3 ile birleşip helyum-4 çekirdeği oluşur.
01:28
But there’s a catch— that first step is incredibly rare.
21
88417
3796
Ama dikkat edilmesi gereken bir nokta var, ilk adım son derece nadir gerçekleşir.
01:32
Only 1 in 100 septillion collisions between protons
22
92255
4045
Protonlar arası her 100 septilyon çarpışmanın
01:36
results in a deuterium nucleus.
23
96300
1961
birinde döteryum çekirdeği oluşur.
01:38
In the Sun this isn’t a problem because there are so many protons
24
98678
3170
Çok fazla protonu olup böylesine nadir bir reaksiyon hep gerçekleştiğinden,
01:41
that even a reaction this rare happens all the time.
25
101848
3253
bu Güneş için bir problem değildir.
01:45
But on Earth, researchers rely on a more easily reproducible reaction,
26
105476
4338
Ancak Dünya’da; araştırmacılar, döteryum çekirdeklerinin
01:49
where a deuterium nucleus fuses with a tritium nucleus
27
109814
3170
trityum çekirdeğiyle birleşip helyum-4 çekirdeği ile nötron oluşturan,
01:52
to form a helium-4 nucleus and a neutron.
28
112984
3128
daha kolay tekrarlanabilir bir reaksiyona güveniyorlar.
01:56
We’ve actually been doing reactions like this one inside particle accelerators
29
116737
4213
1930′lardan beri parçacık hızlandırıcılarda
böylesi reaksiyonları gerçekleştiriyoruz.
02:00
since the 1930s.
30
120950
1793
02:02
But these accelerators are not designed to harness the energy this reaction releases.
31
122910
4129
Ancak bunlar reaksiyon sonrası çıkan enerjiyi tutmak için tasarlanmadılar.
02:07
Rather, they’re used to generate neutrons
32
127165
2043
Aksine, çeşitli bilimsel ve askeri amaçlar için
02:09
for a variety of scientific and military purposes.
33
129208
3045
nötron oluşturmak için kullanıldılar.
02:12
Whereas if we want to use fusion to produce limitless energy,
34
132378
3712
Oysa; füzyonu sınırsız enerji üretimi için kullanmak istiyorsak,
02:16
we’d need a device that can harness the energy released,
35
136090
2878
ortaya çıkan enerjiyi depolayıp,
02:18
channel enough of that energy back into the device to keep the reaction going,
36
138968
4671
yeterli miktarını reaksiyonun devamı için yeniden kullanan
02:23
and then send the rest out to our power grid.
37
143639
2503
ve kalanı şebekeye ileten bir cihaza ihtiyacımız olacaktır
02:26
And for that job, we need a nuclear fusion reactor.
38
146350
3546
Bu iş için nükleer füzyon reaktörüne ihtiyacımız var.
02:30
Like a particle accelerator, a reactor would generate helium nuclei and neutrons.
39
150396
4755
Parçacık hızlandırıcı gibi; reaktör, helyum çekirdekleri ve nötron oluşturur.
02:35
But that reaction would happen in a superhot core
40
155276
3003
Ancak bu reaksiyon son derece sıcak bir çekirdekte gerçekleşecektir
02:38
and the resulting neutrons would shoot outward
41
158279
2169
ve çıkan nötronlar dışarı yayılıp
02:40
to heat up a layer of lithium metal.
42
160448
2210
lityum metal tabakasını ısıtacaktır.
02:42
That heat would then boil water,
43
162909
1543
Bu ısı sonra suyu kaynatıp, oluşan buharla
02:44
generating steam to run turbines and produce electricity.
44
164452
3253
türbinlerden elektrik üretimi sağlar.
02:47
Meanwhile, the helium nuclei would stay in the core
45
167914
3461
Bu sırada helyum çekirdekleri merkezde kalır,
02:51
and slam into other nuclei to keep the reaction going—
46
171375
3379
diğer çekirdeklere çarpıp reaksiyonun devamını sağlar
02:54
and the electricity flowing.
47
174754
1376
ve elektrik üretimini devam ettirir.
02:56
This tech has many practical challenges,
48
176631
1960
Bu teknolojinin pratikte çeşitli zorlukları vardır,
02:58
including how to confine a swirling mass of million-degree matter.
49
178591
4046
milyon derece fırıldak bir maddenin nasıl depolanacağı dahil.
03:02
But the biggest hurdle is achieving what's called ignition.
50
182887
3003
Ancak, en büyük engel ateşlemeyi gerçekleştirmektir.
03:06
An energy technology is only commercially viable
51
186224
2669
Sadece kullandığından daha fazla enerji üreten bir teknoloji
03:08
if it puts out more energy than it uses.
52
188893
2419
ticari olarak uygulanabilir.
03:11
And a fusion reactor needs a lot of energy to get the core hot enough
53
191354
3837
Füzyon reaktörü; çekirdeğini, füzyonun gerçekleşeceği sıcaklığa ulaştırmak için
03:15
for fusion to occur.
54
195191
1710
çok fazla enerjiye ihtiyaç duyar.
03:16
So there’s a tipping point:
55
196984
1335
Burada kritik bir eşik var:
03:18
a moment when the fuel is hot enough to start the reaction
56
198319
3170
Yakıtın reaksiyonu başlatacak kadar sıcak olup,
03:21
and release more energy than is needed to reach and maintain that temperature.
57
201489
4588
sıcaklığı korumak için harcanan enerjiden daha fazla enerji ürettiği bir an.
03:26
This is ignition.
58
206244
1251
Buna ateşleme denir.
03:27
Stars reach ignition under the force of huge amounts of gravity,
59
207870
3504
Yıldızlar; ateşlemeye yüksek derece yer çekimi gücü ile ulaşır
03:31
but this approach is impossible on Earth
60
211374
1960
ancak bu yaklaşım, dünyanın kütlesinden binlerce kat fazlası gerekeceğinden,
03:33
since you’d need thousands of times the mass of, well, the entire Earth.
61
213334
4296
yeryüzünde uygulanamaz.
03:38
So researchers typically rely on vast arrays of lasers,
62
218047
3587
Araştırmacılar genellikle çok çeşitli lazer düzeneklerini veya
03:41
or methods that combine magnets with high energy particles
63
221634
3462
mıknatısları yüksek enerjili parçacıklarla yada mikrodalga fırınlarındakine benzer
03:45
or electromagnetic waves similar to those in your microwave oven.
64
225096
3753
elektromanyetik dalgalarla birleştirdikleri yöntemleri kullanırlar.
03:49
In 2022, scientists at the US National Ignition Facility
65
229392
3587
2022′de ABD Ulusal Ateşleme Tesisinde bilim insanları,
03:52
demonstrated ignition for the first time ever,
66
232979
3003
döteryum ve trityumu 100 milyon dereceye ısıtmak için 192 lazer kullanarak
03:55
using 192 lasers to heat deuterium and tritium to 100 million degrees.
67
235982
6506
ilk kez ateşlemeyi gerçekleştirdiler.
04:02
While this was a huge step forward,
68
242822
2002
Bu ileriye doğru büyük bir adım olsa da
04:04
we’re still a ways off from a self-sustaining, long-running reactor
69
244824
3628
hâlâ kendine yeten, uzun vadeli
ve kullandığından daha fazla enerji üreten bir reaktörden uzaktayız.
04:08
that produces more energy than it uses.
70
248452
2503
04:11
But once operational, these relatively small reactors could power a city
71
251038
3671
Bir kere çalışmaya başladığında, bu görece küçük reaktörler
04:14
of a million people for a year with just two pickup trucks of fuel.
72
254709
4337
sadece iki kamyon yakıtla milyon nüfuslu bir şehre yıl boyu enerji sağlayabilir.
04:19
Today, you’d have to burn roughly 3 million tons of coal
73
259547
3879
Bugün, bu kadar enerji elde edebilmek için
yaklaşık 3 milyon ton kömür yakmanız gerekir.
04:23
to produce that much energy.
74
263426
1585
04:25
That is the promise of fusion:
75
265678
2169
Füzyonun vaadi tam da bu: Sınırsız, talep üzerine,
04:27
limitless, on-demand energy with almost no emissions.
76
267847
3795
neredeyse sıfır emisyonlu enerji.
04:31
True star power, right here on Earth.
77
271976
2753
Gerçek yıldız gücü tam da burada, Dünya’da.
Bu web sitesi hakkında

Bu site size İngilizce öğrenmek için yararlı olan YouTube videolarını tanıtacaktır. Dünyanın dört bir yanından birinci sınıf öğretmenler tarafından verilen İngilizce derslerini göreceksiniz. Videoyu oradan oynatmak için her video sayfasında görüntülenen İngilizce altyazılara çift tıklayın. Altyazılar video oynatımı ile senkronize olarak kayar. Herhangi bir yorumunuz veya isteğiniz varsa, lütfen bu iletişim formunu kullanarak bizimle iletişime geçin.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7