Dünyanın en büyük tokamak reaktörü olan ITER, nükleer füzyonun daha pak ve verimli gerçekleşmesi için bor kullanarak plazma arıtma sürecine hazırlanıyor. Proje kapsamında yaklaşık 1,5 kilometrelik bor gazı sınırı inşa edilecek. 2023’te alınan kararla ITER’in plazma odasındaki zırh kaplamaları berilyum yerine tungstenle değiştirildi. Bu değişiklik, plazmada oluşabilecek safsızlıkların artmasına neden olabileceği için yeni bir yüzey arıtma sistemi geliştirilmesini zarurî kıldı. Bu hedefle, plazmanın temas ettiği yüzeylere 10 ila 100 nanometre kalınlığında bor tabakası uygulanacak. Bu ince bor katmanı, oksijen üzere ziyanlı elementleri yakalayarak plazma kararlılığını koruyacak.
Hidrojen ve bor bileşiği kullanılacak
ITER mühendisleri bu süreç için, hidrojen ve bor bileşiği olan diboran kullanacak. Helyum taşıyıcı gazına yüzde 5 oranında karıştırılan diboran, tokamak içine enjekte edilecek. İçeri girdikten sonra diboran bozunacak ve soğuk plazma oluşturan bir parıltı deşarjı prosedürüyle plazmaya bakan duvarlara birikecek. Bu metot, borun gereç yüzeyine kimyasal olarak bağlanmasını sağlayacak. Bu süreç için reaktör binası içinde 1 kilometreden fazla gaz çizgisi, ayrıyeten vakum kabı içinde 400 metre uzunluğunda boru döşenecek ve 21 farklı noktadan gaz enjeksiyonu yapılacak.
Uluslararası iş birliğiyle tasarım sıkıntıları çözüldü
Parıltı deşarjı metodu ITER dizaynında zati bakım için düşünülmüştü fakat sık bor kaplama muhtaçlığı iki yeni sorunu gündeme getirdi: Yüksek güçlü anot dizaynının sık kullanıma uygun olup olmadığı ve bor kaplamanın eşit dağılıp dağılmadığı. Bu soruların cevabı için Çin’deki EAST, Almanya’daki ASDEX Upgrade ve Fransa’daki WEST tokamaklarında testler yapıldı. Sonuç olarak ITER’in vakum kabına dört adet ek anot yerleştirilmesine karar verildi. Yapılan tahliller, tek bir bor kaplamanın 2,5 ila 12,5 hafta ortasında tesirli olabileceğini gösteriyor. Bu nedenle süreç en fazla iki haftada bir tekrarlanacak formda planlandı.
Kurulum 2028’de başlıyor
Zehirli ve patlayıcı özellikteki diboran gazı, reaktör dışına inşa edilecek özel bir “gaz kabininde” saklanacak. Tokamaktan dışarı atılan parçalanmamış gazın etkisizleştirilmesi için iki usul üzerinde duruluyor: 700°C’de ısıtma yoluyla termal yok etme yahut kimyasal tuzakla absorbe etme. Her iki sistem de daha evvel farklı tokamaklarda muvaffakiyetle kullanıldı.
Tasarım çalışmaları tamamlanmak üzere olan sistem için ITER’deki Tritium Binası’nda yer açılmaya başlandı. Planlara nazaran sistemin konseyimi 2028’de başlayacak. Bu adımın ITER’in kararlı ve pak füzyon tepkileri üretme maksadı doğrultusunda kıymetli olduğu belirtiliyor.
ITER, milletlerarası bir füzyon tesisi pozisyonunda ve emeli üretimden çok araştırma. ITER’in üyeleri Çin, Avrupa Birliği, Hindistan, Japonya, Güney Kore, Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri’nden oluşuyor.
