ABD Lehigh Üniversitesi’nden araştırmacılar, nükleer füzyondaki Rayleigh-Taylor kararsızlığının evrelerini incelemek için mayonezi kullanabileceklerini söylüyor.
ABD Pennsylvania Lehigh Üniversitesi’nden araştırmacılar, doktora öğrencisi Aren Boyacı ve meslektaşları, nükleer füzyonda oluşan plazmanın akış koşullarını taklit etmek için özel bir döner mekanizma tasarladı. Bu mekanizmaya mayonez yerleştirildi ve gözlemlendi. Araştırmanın sonuçları 6 Ağustos’ta Lehigh University Engineering and Applied Science’da yayınlandı.
Rayleigh-Taylor kararsızlığı farklı yoğunluklardaki iki sıvı arasında oluşan arayüzün kararsızlığı olarak tanımlanır. Yeryüzünde suyun üzerindeki petrolün davranışı, volkanik püskürmeler veya nükleer patlamalar gibi olaylarda ortaya çıkar. Yoğunlukları farklı olan iki sıvı da yer çekimine tabidir. Petrol ve su örneğindeki daha yoğun olan petrol aşağı doğru hareket eder ve eşit hacimde su yukarı çıkar. Bu yer değiştirme sırasında potansiyel enerji serbest kalır. Rayleigh-Taylor kararsızlığı petrol-su ya da zeytinyağı-su gibi ikililerden daha karmaşık olaylarda da meydana gelir. Nükleer füzyonda plazmanın kararlılığını da etkiler.
Nükleer füzyon ve kararlılık
Nükleer füzyon, iki hafif atom çekirdeğinin birleşerek daha ağır bir atom çekirdeği oluşturması ve bu süreçte büyük miktarda enerji açığa çıkarmasıdır. Bu olay, tıpkı güneşte olduğu gibi, çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir. Ancak, nükleer füzyon enerjisinin üretilmesi ve kullanılması çok zordur. Füzyon reaksiyonlarının başlatılabilmesi için milyonlarca derece sıcaklığa ihtiyaç duyulur. Bu sıcaklığa dayanabilecek hiçbir malzeme bulunmadığı için, plazma manyetik alanlar içinde hapsedilerek reaktör duvarlarına temas etmesi engellenir. Ayrıca, plazmanın kararlı bir şekilde tutulması çok zordur. Küçük bir kararsızlık bile plazmanın reaktör duvarlarına çarpmasına ve reaksiyonun durmasına neden olabilir.
Nükleer füzyonun kararlılığı, enerji üretimi, reaktör malzemelerinin zarar görmemesi ve kontrol edebilme alanlarında büyük rol oynar. Örneğin, füzyon reaksiyonunun gerçekleşmesi için plazma parçacıklarının birbirleriyle çarpışarak birleşmesi gerekir. Eğer plazma kararsızlaşırsa, parçacıklar birbirinden uzaklaşır ve reaksiyonlar durur. Bu da enerji üretiminin kesintiye uğramasına neden olur. Bu nedenle nükleer füzyonun kararlılığı bu alandaki çalışmaların başarıya ulaşması için büyük önem taşır.
Gelelim mayoneze
Mayonez ve hava, bir füzyon yakıt kapsülünün erimiş metaline ve içerdiği gaza benzer. Erimiş kapsül, katı bir maddenin bazı özelliklerine sahiptir — yapışkan mayonez gibi, kendi kendine akmaz — ancak yeterli kuvvet altında parçalanabilir. Metal, füzyon gerçekleşmeden önce plastik hale gelirse, gaz kaçabilir ve füzyon girişimini bozabilir.
Mayonezin elastik ve plastik yapı arasında geçiş yapabilmesi sayesinde, nükleer füzyonun kararlılığını anlamak için yapılması gereken zahmetli ve masraflı deneyleregerek kalmayabilir.
Kaynak: Lehigh University
