The Secret Force for Limitless Energy? Lasers | Tammy Ma | TED

Çeviri: Elif Usta Gözden geçirme: Eren Gokce

What would you do with the largest laser in the world?

Dünyanın en büyük lazeriyle ne yapardınız?

Send a beam into space.

Uzaya bir ışın gönderirdiniz.

Strap the laser to the head of a shark.

Lazeri bir köpekbalığının kafasına bağlardınız.

Or maybe just use it to amuse your cat.

Ya da belki sadece kedinizi eğlendirmek için kullanırdınız.

Well, the laser that I'm talking about

Bahsettiğim lazer,

is nothing like your typical laser pointer.

tipik lazer işaretleyicinize benzemiyor.

No, this laser is a thousand times more powerful

Hayır, bu lazer tüm ABD elektrik şebekesinden

than the entire US electrical grid.

bin kat daha güçlü.

It's the most energetic laser in the world.

Dünyanın en enerjik lazeridir.

I guarantee you

Kedinizi bu lazerden çok uzak tutmak isteyeceğinizi

you're going to want to keep your cat far, far away from this laser.

garanti ederim.

Now, I'm a physicist,

Ben bir fizikçiyim,

so what I would want to do with this laser is something a little bit different.

bu yüzden bu lazerle yapmak istediğim şey biraz farklı bir şey.

I take that laser and split it into almost 200 beams,

Bu lazeri alıp neredeyse 200 ışına bölerim

and shine them from every angle onto a little pellet of hydrogen.

ve bu ışınları her açıdan, küçük bir hidrojen peletinin üstüne tutarım.

Hydrogen, that very first element on the periodic table.

Hidrojen, periyodik tablodaki ilk element.

I'd use the laser to squeeze and compress that hydrogen

Atomlar birleşene kadar

until the atoms themselves fuse.

hidrojeni sıkıştırmak ve ona basınç uygulamak için lazeri kullanırdım.

That's called fusion.

Buna füzyon denir.

And it’s the same reaction that powers the Sun.

Güneş’e güç veren de aynı tepkimedir.

So with our giant laser,

Yani dev lazerimizle,

we could actually create miniature stars right here on Earth.

Dünya’da minyatür yıldızlar yaratabiliriz.

Pretty cool, right?

Oldukça havalı, değil mi?

OK, that's the goal.

Tamam, amaç bu.

But why?

Ama neden?

Why do we care to do this?

Bunu yapmakla neden ilgileniyoruz?

Fusion means unlocking a different kind of nuclear power.

Füzyon, farklı türde bir nükleer enerjinin kilidini açmak anlamına gelir.

Instead of splitting big, heavy atoms, like we do with fission

Günümüzün nükleer santrallerinde fizyonda yaptığımız gibi

in today's nuclear power plants,

büyük ve ağır atomları bölmek yerine,

fusion means bringing together the atoms of a light element

füzyon hafif bir elementin atomlarını birleşene kadar

until they merge.

bir araya getirmek anlamına gelir.

In our case, we're going to use deuterium and tritium.

Bizim durumumuzda, döteryum ve trityum kullanacağız.

They are isotopes of hydrogen, heavy hydrogen.

Bunlar hidrojen, ağır hidrojen izotoplarıdır.

And if we can use our lasers to get them close enough together

Lazerlerimizi yeterince yüksek sıcaklıklarda

döteryum ve trityumu birbirine yaklaştırmak için kullanabilirsek

at hot enough temperatures,

and hold them there long enough until they fuse,

ve birleşene kadar orada yeterince uzun süre tutabilirsek,

what we create on the other side is a helium nucleus and a neutron.

diğer tarafta bir helyum çekirdeği ve bir nötron elde ederiz.

And it just so happens that that helium and neutron

Ve öyle oluyor ki, bu helyum ve nötron,

weigh just a little bit less

başlangıçta döteryum ve trityumumuzun

than our deuterium and tritium originally did.

ağırlığından biraz daha hafif.

So we're going to take that differential in mass

Yani kütledeki bu diferansiyeli alacağız

and put it into an equation that everybody knows really well.

ve herkesin gerçekten iyi bildiği bir denkleme koyacağız.

Einstein's E equals --

Einstein'ın E'si eşittir --

Audience: MC squared.

Seyirci: MC karesi.

Tammy Ma: E equals MC squared.

Tammy Ma: E, MC'nin karesine eşittir.

Where that "m" is that differential in mass,

Bu “m” kütle farkının olduğu yerde,

we're going to multiply by "c," the speed of light,

ışık hızı olan “c” ile çarpacağız,

a huge, huge number squared,

çok büyük bir sayının karesi,

and with that, get a tremendous amount of energy out.

ve bununla muazzam miktarda enerji elde edeceğiz.

How tremendous?

Ne kadar müthiş?

Well one single pound of fusion fuel has the same amount of energy

Tek bir pound füzyon yakıtı, 5.000 varil petrol

as 5,000 barrels of oil,

veya 3,5 milyon pound kömür ile

or 3.5 million pounds of coal.

aynı miktarda enerjiye sahiptir.

So fusion is the ultimate energy source,

Dolayısıyla füzyon nihai enerji kaynağıdır,

not least because the fuel that we need for fusion is also very abundant.

özellikle de füzyon için ihtiyacımız olan yakıtın bol olması nedeniyle.

Deuterium is naturally occurring in seawater.

Döteryum deniz suyunda doğal olarak bulunur.

About one in every 7,000 particles is D2O instead of H2O.

Her 7.000 parçacıktan yaklaşık biri H2O yerine D2O’dur.

And tritium, we know how to breed from lithium.

Ve trityum, lityumdan nasıl üretileceğini biliyoruz.

So conceivably we actually have enough fusion fuel on Earth

Yani muhtemelen Dünya’da bugünün seviyelerinde

to last us 30 billion years

30 milyar yıllık

of human consumption at today's levels.

insan tüketimine dayanacak kadar füzyon yakıtımız var.

If you ask me, I'd call that energy security.

Bana sorarsanız, buna enerji güvenliği derdim.

Fusion is also clean energy.

Füzyon aynı zamanda temiz enerjidir.

In our equation,

Denklemimizde,

it was a deuterium plus a tritium gave us a helium.

bir döteryum artı bir trityum bize bir helyum verdi.

Carbon is nowhere in that equation.

Karbon bu denklemde hiçbir yerde yok.

Fusion is also inherently safe.

Füzyon da doğası gereği güvenlidir.

In order to start a fusion reaction,

Bir füzyon reaksiyonunu başlatmak için,

we first have to put energy into the system to make the atoms fuse.

önce atomların kaynaşmasını sağlamak için sisteme enerji koymalıyız.

So if you ever want to stop a fusion reaction,

Yani bir füzyon reaksiyonunu durdurmak isterseniz,

you just cut off that initial energy source.

sadece ilk enerji kaynağını kesmeniz yeterli.

Fusion will create waste,

Füzyon atık yaratacak,

but it's not the kind of waste that will last for tens

ancak onlarca veya yüz binlerce yıl

or hundreds of thousands of years.

sürecek türden bir atık değil.

Instead, the low-level nuclear waste of fusion

Bunun yerine, füzyonun düşük seviyeli nükleer atığı

can decay away in just decades.

sadece on yıllar içinde çürüyüp yok olabilir.

And that means we can place fusion power plants almost anywhere,

Ve bu, füzyon enerji santrallerini hemen hemen her yere,

büyük nüfus merkezlerinin ve büyük şehirlerin yakınına yerleştirebileceğimiz

near large population centers and big cities,

and fusion power plants would be compatible

ve füzyon enerji santrallerinin mevcut şebeke altyapımızla

with our current grid infrastructure or the smart grids of the future.

veya geleceğin akıllı şebekeleriyle uyumlu olacağı anlamına geliyor.

And finally, fusion energy is also flexible energy.

Ve son olarak, füzyon enerjisi aynı zamanda esnek bir enerjidir.

Energy when you need it and can come in different forms.

İhtiyacınız olduğunda enerji farklı şekillerde gelebilir.

Electricity to power our homes,

Evlerimize güç sağlamak için elektrik,

but also high-temperature heat for industrial use.

aynı zamanda endüstriyel kullanım için yüksek sıcaklıkta ısı.

Now, to be fair, there are some downsides to fusion, too.

Şimdi, adil olmak gerekirse, füzyonun da bazı dezavantajları var.

Fusion is incredibly complex and incredibly difficult.

Füzyon inanılmaz derecede karmaşık ve inanılmaz derecede zordur.

The development of fusion has been and will be expensive.

Füzyonun gelişimi pahalıydı ve pahalı olacak.

But the potential benefits of fusion are so great that it is worth it.

Ancak füzyonun potansiyel faydaları o kadar büyük ki buna değer.

All right, so how do we actually make fusion work here on Earth?

Pekâlâ, peki füzyonun Dünya’da çalışmasını nasıl sağlayacağız?

Well, that's the problem that we've been working on

Neredeyse 60 yıldır

for nearly 60 years now.

üzerinde çalıştığımız sorun bu.

Let's go back to that ginormous laser.

Şu devasa lazere geri dönelim.

It's called the National Ignition Facility, or NIF,

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndaki

at the Lawrence Livermore National Lab.

Ulusal Ateşleme Tesisi veya NIF olarak adlandırılır.

The NIF is the world's largest, most energetic laser,

NIF, üç adet Amerikan futbolu sahası büyüklüğünde,

housed in a building the size of three American football fields,

yan yana ve on kat yüksekliğinde bir binada bulunan

side by side and ten stories tall.

dünyanın en büyük, en enerjik lazeridir.

It's not just one laser.

Bu tek bir lazer değil.

It's actually 192 separate lasers,

Aslında 192 ayrı lazerdir

and each one alone is one of the most energetic in the world.

ve her biri tek başına dünyanın en enerjiklerinden biridir.

And we're going to combine all 192 of those lasers

Ve bu lazerlerin 192 tanesini birleştirip

and shine them on a little fuel pellet

onları bir karabiber tanesi büyüklüğünde

about the size of a peppercorn.

küçük bir yakıt peleti üzerinde parlatacağız.

Alright, let me take you into the facility and give you a closer look.

Tamam, sizi tesise götüreyim ve size daha yakından göstereyim.

The laser starts as a little pulse of light,

Lazer, tipik bir lazer işaretçisinin enerjisinin bir kısmı olan

the fraction of the energy of a typical laser pointer.

küçük bir ışık darbesi olarak başlar.

We're going to split that beam into 192 ways.

Bu ışını 192 yöne ayıracağız.

And those beams are now going to bounce back and forth across this giant facility,

Ve bu ışınlar şimdi bu dev tesiste ileri geri sıçrayacak,

each beam passing through hundreds of slabs of laser glass

yüzlerce lazer cam plakadan geçen

getting boosted up in energy.

her ışının enerjisi artacak.

In total, each beam is going to travel nearly a mile

Toplamda, her ışın yaklaşık bir mil yol kat edecek

and get amplified up a million billion times in energy

ve enerji olarak bir milyon milyar kez yükselecek

and expanded in size from a little pinprick

ve küçük bir iğne ucundan

to over a square foot.

bir footkareye kadar genişleyecektir.

And then all 192 laser beams are going to get directed

Ve sonra 192 lazer ışınının tümü

towards the fusion chamber.

füzyon odasına yönlendirilecek.

Half the laser beams go up and half come down,

Lazer ışınlarının yarısı yukarı çıkar, yarısı aşağı iner

and they're going to direct and concentrate their light

ve ışıklarını tam ortada duran,

on a tiny cylinder that sits right in the middle,

yaklaşık bir kalem silgisi büyüklüğünde

about the size of a pencil eraser.

küçük bir silindire yönlendirecek ve yoğunlaştıracaklar.

The lasers go into that cylinder

Lazerler o silindire girer

and create a bath of X-rays

ve daha sonra ortada bulunan

that then envelop the little fuel pellet

küçük yakıt peletini saran

that sits right in the middle.

bir X-ışını banyosu oluşturur.

Those X-rays are so intense

Bu X-ışınları o kadar yoğundur ki,

that they start blowing off the shell of that pellet like a rocket.

o peletin kabuğunu bir roket gibi uçurmaya başlarlar.

And then by conservation of momentum,

Ve sonra momentumun korunumu ile,

the rest of the capsule squeezes inward,

kapsülün geri kalanı içe doğru sıkışır,

equal and opposite reaction.

eşit ve zıt reaksiyon.

We're going to reach temperatures of over 180 million degrees Fahrenheit,

Güneş’in merkezinden daha sıcak olan

180 milyon Fahrenheit derecenin üzerinde sıcaklıklara

hotter than the center of the Sun,

and pressures that would feel like 100 billion Earth atmospheres

ve 100 milyar Dünya atmosferi size baskı yapmış gibi hissettirecek

pressing down on you.

basınçlara ulaşacağız.

And then we start a little spark right in the center,

Sonra tam merkezde küçük bir kıvılcım başlatıyoruz

which then propagates through more of that fuel,

ve bu kıvılcım yakıtın daha büyük bir kısmına yayılıyor,

creating a miniature star,

minyatür bir yıldız

and with it a huge burst of energy.

ve onunla birlikte büyük bir enerji patlaması yaratıyor.

And if we do it right,

Ve eğer doğru yaparsak,

we can actually get a whole lot more energy out

aslında tüm bunları başlatmak için

than the energy that went in to start all of this.

giren enerjiden çok daha fazla enerji elde edebiliriz.

(Applause)

(Alkış)

I know, it sounds really easy, right?

Kulağa çok kolay geliyor, değil mi?

(Laughter)

(Kahkahalar)

Well, obviously this is a story that bridges enormous scales.

Açıkçası bu çok büyük ölçekleri birbirine bağlayan bir hikâye.

The temperature and density of a star focused in on the atomic level.

Atomik seviyeye odaklanan bir yıldızın sıcaklığı ve yoğunluğu.

Remember how I said that laser is a thousand times the power

Lazerin ABD elektrik şebekesinin gücünün bin katı olduğunu

of the US electrical grid?

söylediğimi hatırlıyor musun?

Well, power is defined as energy per unit time.

Güç, birim zaman başına enerji olarak tanımlanır.

So what we're doing is taking a huge amount of energy

Yani yaptığımız şey büyük miktarda enerji almak

and compressing it down into just nanoseconds.

ve bu enerjiyi sadece nanosaniyelere sıkıştırmak.

And that's why every time we fire the lasers,

İşte bu yüzden lazerleri her ateşlediğimizde,

the lights don't flicker across the globe.

ışıklar tüm dünyada titremiyor.

But we are able to create conditions that are the hottest

Ancak tüm güneş sistemindeki

in the entire solar system.

en sıcak koşulları yaratabiliyoruz.

All right, so I know what you guys are all thinking.

Pekâlâ, hepinizin ne düşündüğünü biliyorum.

Like, how could this actually possibly work, right?

Mesela, bu gerçekten nasıl işe yarayabilir, değil mi?

And who would be crazy enough to try?

Kim bunu deneyecek kadar çılgın olabilir ki?

Well, tens of thousands of scientists and engineers around the world,

Ben de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki

including me.

on binlerce bilim adamı ve mühendis.

And scientists are trying all different approaches to fusion.

Ve bilim adamları füzyon için tüm farklı yaklaşımları deniyorlar.

Not just giant lasers, but sometimes giant magnets.

Sadece dev lazerler değil, bazen dev mıknatıslar.

Things that have cool names like tokamaks or stellarators

Füzyonu şekillendirmeye ve kontrol altına almaya yardımcı olabilecek

that can help shape and contain the fusion.

tokamaklar veya stellaratörler gibi harika isimlere sahip şeyler.

And right now, we're actually seeing

Ve şu anda, dünyanın her yerinde

a whole bunch of new, private start-up fusion companies

bir sürü yeni, özel start-up füzyon şirketinin ortaya

pop up all across the globe,

çıktığını görüyoruz,

each one trying a unique and different approach to fusion.

her biri füzyon için benzersiz ve farklı bir yaklaşım deniyor.

It's a whole host of brave and brilliant individuals

Bu rüyayı gerçeğe dönüştürmek için çok çalışan

working hard to make this dream a reality.

bir dizi cesur ve parlak birey.

And our team at Lawrence Livermore National Lab

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndaki ekibimiz,

are the stewards of work that started in 1960

ulusal güvenlik nedeniyle

because of national security.

1960 yılında başlayan çalışmaların vekilleridir.

We need to understand fusion,

ABD nükleer cephaneliğinin

to understand how to ensure

nasıl güvenli ve etkili kalmasını sağlayacağımızı anlamamız için

that our US nuclear arsenal stays safe and effective.

füzyonu anlamamız gerekiyor.

And that is what has provided the steady funding

Ve onlarca yıldır bu çok zorlu fizik mücadelesini sürdürmek için

to pursue this very difficult physics challenge over decades.

istikrarlı fon sağlayan şey de budur.

So yeah, it took us 12 years to build the NIF,

Evet, NIF’i inşa etmek 12 yılımızı aldı

and we've been doing experiments using it

ve neredeyse 15 yıldır

for nearly 15 years more now.

onu kullanarak deneyler yapıyoruz.

And in that time, we've improved our physics understanding

Ve bu süre içinde fizik anlayışımızı

and computational simulation models.

ve hesaplamalı simülasyon modellerimizi geliştirdik.

We've designed new diagnostic instruments capable of taking better, clearer,

Deneyin daha iyi, daha net ve daha hızlı fotoğraflarını çekebilen

faster pictures of the experiment.

yeni teşhis cihazları tasarladık.

We've continuously pushed up the laser energy

Lazer enerjisini sürekli artırdık ve

and found ways to build better targets.

daha iyi hedefler oluşturmanın yollarını bulduk.

And guess what?

Ve tahmin edin ne oldu?

In December of 2022, we finally did it.

2022'nin Aralık ayında nihayet başardık.

(Applause)

(Alkış)

Our team at Lawrence Livermore National Lab demonstrated fusion ignition.

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndaki ekibimiz

füzyon ateşlemesini gerçekleştirdi.

For the very first time in human history,

İnsanlık tarihinde ilk kez,

we generated a controlled thermonuclear fusion reaction

laboratuvarda,

onu başlatmak için lazerlerle giren enerjiden

in the laboratory

that generated more energy out

daha fazla enerji üreten

than went in with the lasers to start it.

kontrollü bir termonükleer füzyon reaksiyonu ürettik.

(Applause)

(Alkış)

That's right, we were able to light a match

Doğru, bir kibrit yakıp

and turn that into a bonfire.

onu şenlik ateşine dönüştürdük.

And in the process, release a new form of energy

Ve bu süreçte, bir kimyasal reaksiyondan bir milyon kat daha enerjik

that is a million times more energetic than a chemical reaction.

yeni bir tür enerji açığa çıktı.

And now,

Ve şimdi,

now we've actually been able to repeat ignition four more times

sadece son 15 ayda

ateşlemeyi dört kez daha tekrarlayabildik

in just the last 15 months,

with our most successful experiment

ve en başarılı deneyimiz bize

giving us over twice as much energy out as we put in with the lasers.

lazerlerle verdiğimizden iki kat daha fazla enerji verdi.

So are we done?

Yani işimiz bitti mi?

Well, not quite.

Tam olarak değil.

In order to move towards that fusion-energy future,

Bu füzyon enerjisi geleceğine doğru ilerlemek için,

we'll have to figure out how to harness this energy

bu enerjiyi çalışan bir füzyon enerji santralinde

in a working fusion power plant.

nasıl kullanacağımızı bulmamız gerekecek.

And to be clear,

Ve açık olmak gerekirse,

there's still a long scientific and engineering road ahead.

önümüzde hâlâ uzun bir bilimsel ve mühendislik yolu var.

Just to build on our successes at NIF,

Sadece NIF’teki başarılarımızı geliştirmek için,

we'll have to build more efficient lasers,

daha verimli lazerler, seri üretim hedefleri oluşturmamız ve

mass manufacture targets

otomatik operasyonlar ve daha fazlası için

and figure out robotics for automated operations and more.

robot teknolojisini halletmemiz gerekecek.

The depth and breadth of this challenge

Bu mücadelenin derinliği ve genişliği,

will require sustained investment from government and private industry,

hükûmet ve özel sektörden sürekli yatırım

ve hepimizin birlikte çalışmasını gerektirecektir.

and all of us working together.

We're all racing to make this a reality,

Hepimiz bunu gerçeğe dönüştürmek için yarışıyoruz,

but there's still a lot more work to be done.

ancak daha yapılacak çok iş var.

I don't know exactly how long this will all take,

Tüm bunların ne kadar süreceğini tam olarak bilmiyorum,

but I do know that we can do it.

ama yapabileceğimizi biliyorum.

And when we do it,

Ve bunu yaptığımızda,

when we make fusion energy a reality,

füzyon enerjisini gerçeğe dönüştürdüğümüzde,

energy will become so plentiful

enerji o kadar bol olacak ki

that it will no longer be a limited resource.

artık sınırlı bir kaynak olmayacak.

This will change the world as we know it.

Bu bildiğimiz dünyayı değiştirecek.

When energy becomes essentially unlimited,

Enerji esasen sınırsız hâle geldiğinde,

there are unlimited ways to use this energy.

bu enerjiyi kullanmanın sınırsız yolları vardır.

Every country will be energy independent.

Her ülke enerjiden bağımsız olacak.

Standards of living will rise around the world,

Dünya çapında yaşam standartları yükselecek

and we'll be able to use energy in creative new ways as well,

ve enerjiyi iklim değişikliğiyle mücadele etmek için

like carbon capture at scale to combat climate change.

büyük ölçekte karbon yakalama gibi yeni yaratıcı yollarla da kullanabileceğiz.

Vertical farming for delicious, sustainable food for all,

Herkes için lezzetli, sürdürülebilir yiyecekler için dikey tarım

and desalination of seawater

ve herkesin temiz suya erişebilmesi için

so that everybody has access to clean water.

deniz suyunun tuzdan arındırılması.

We can do all this and more with fusion.

Tüm bunları ve daha fazlasını füzyon ile yapabiliriz.

Fusion can ignite that future.

Füzyon bu geleceği ateşleyebilir.

Thank you.

Teşekkür ederim.

(Applause)

(Alkış)