Çin , süper güçlü bir çelik olan CHSN01'in başarılı bir şekilde geliştirilmesi sayesinde enerji sektöründe küresel dikkat çekiyor. Bu malzeme, birçok uluslararası uzmanın daha önce imkansız olarak değerlendirdiği, füzyon reaktörünün içindeki zorlu koşullara dayanabilme özelliğine sahip.
Enerji sektörünün "kutsal kasesi" olarak kabul edilen nükleer füzyon, temiz ve neredeyse tükenmez bir elektrik kaynağı sağlamak için Güneş'in enerji üretim sürecini taklit eder. Ancak şu anda en büyük engel, aşırı çalışma ortamlarına dayanabilecek yapısal malzemeler bulmaktır.
Reaktör çekirdeğinin içinde plazma milyonlarca derece Celsius'a ulaşan sıcaklıklara erişirken, çevredeki süper iletken mıknatısların mutlak sıfıra yakın, yaklaşık -269 derece Celsius'a kadar soğutulması gerekiyor. Ultra yüksek sıcaklıklar, ultra düşük sıcaklıklar ve muazzam mekanik gerilimin birleşimi, malzeme dayanıklılığına çok yüksek talepler getiriyor. Çin tarafından geliştirilen yeni CHSN01 alaşımı, doğrudan ticari enerji üretimine yönelik bir proje olan BEST reaktörünün yolunu açtı.
Uluslararası projelerde maddi sınırlamaların üstesinden gelmek.
Nükleer füzyon reaksiyonları, plazmayı kararlı bir şekilde hapsetmek için son derece güçlü manyetik alanlar gerektirir. Bu manyetik alanı üreten mıknatıslar, süper iletken malzemeler kullanır ve yaklaşık -269°C'lik sıvı helyum ortamında çalışmalıdır. Manyetik alan ne kadar güçlü olursa, plazma hapsedilmesi o kadar etkili olur, ancak yapısal malzemelerin kırılgan hale gelmeden yüksek gerilime dayanması gerekir.
316LN gibi geleneksel paslanmaz çelikler, 11,8 Tesla'lık manyetik alan altında çalışırken sınırlarına ulaşmıştır. 2011 yılında uluslararası ITER projesinde yapılan testler sırasında, düşük sıcaklıklarda süneklik kaybı meydana gelmiş ve bu da önemli gecikmelere neden olmuştur. Bunu büyük bir engel olarak gören Çinli bilim insanları , BEST reaktörü için 20 Tesla'ya kadar olan tasarım manyetik alanını karşılamak amacıyla yeni bir çelik türü üzerinde araştırmalar yapmaktadır.
CHSN01 Çelik Üretiminin 10 Yıllık Yolculuğu
CHSN01'in geliştirilmesi, alanında önde gelen uzmanların katılımıyla on yıldan fazla sürdü. İlk aşamada, araştırma ekibi çeliğin bileşimini ayarlamaya, sıfırın altındaki sıcaklıklarda özellikleri iyileştirmek için vanadyum, karbon ve azot eklemeye odaklandı.
Dönüm noktası, düşük sıcaklık fiziği alanında önde gelen uzmanlardan Akademisyen Zhao Zhongxian'ın 2020 yılında ekibe katılmasıyla yaşandı. 2023 yılına gelindiğinde, yapılan testler CHSN01'in 20 Tesla manyetik alan ve 1300 MPa'lık bir gerilim altında bütünlüğünü koruduğunu gösterdi. Malzeme, düşük sıcaklıklarda 1500 MPa çekme dayanımı ve %25'in üzerinde uzama elde ederek malzeme bilimindeki "imkansız üçgen" problemini çözdü.
Küresel enerji yarışına etkisi
Şu anda, Mayıs 2023'te kurulumu başlayan BEST'in iletken kaplaması için 500 ton CHSN01 çeliği kullanılmıştır. BEST, enerji üretimini beş kattan fazla artırmayı hedefleyen bir tokamak cihazıdır ve 2027'de tamamlanması beklenmektedir. ITER ile karşılaştırıldığında, BEST projesi doğrudan ticari elektrik üretiminin fizibilitesini göstermeyi amaçlamaktadır.
CHSN01 çeliği, geleneksel reaktörlerin yaklaşık üçte biri büyüklüğünde, daha kompakt reaktörlerin tasarlanmasına olanak tanıyarak inşaat maliyetlerini düşürüyor. Füzyonun ötesinde, bu malzemenin parçacık hızlandırıcılarında, manyetik levitasyon trenlerinde ve kuantum hesaplama sistemlerinde de potansiyel uygulamaları bulunuyor. Bu atılım, Çin'in temiz enerji tedarik zincirindeki üstünlüğünü teyit ediyor ve küresel füzyon yarışını yeni bir aşamaya taşıyor.
Kaynak: https://baonghean.vn/trung-quoc-dot-pha-thep-chsn01-cho-lo-phan-ung-nhiet-hach-10317808.html
Yorum (0)