Bir elementin diğerine nasıl dönüştürüleceğini açıklamak için gereken fizik, atom altı parçacıkları birbirine çarpan hızlandırıcılar ve çarpıştırıcılarda onlarca yıldır kullanılmakta.

Günümüzdeki en dikkat çekici örnek, Cenevre’de bulunan Cern’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı. Ancak bu şekilde altın üretmenin maliyeti çok yüksek ve üretilen miktarlar çok küçük.

Cern’in Alice deneyinde, dört yıl boyunca çalışırken yalnızca 29 pikogram altın üretildiği tahmin ediliyor. Bu hızda, bir ons altın üretmek için evrenin ömrünün yüzlerce katı gerekir.

Kaliforniya merkezli yeni kurulan Marathon Fusion şirketi, çok farklı bir yaklaşım önerdi: Bir nükleer reaktördeki nötron parçacıklarının radyoaktivitesini kullanarak bir cıva formunu, cıva-197 adı verilen başka bir cıva formuna dönüştürmek.

Bu daha sonra kararlı bir altın formu olan altın-197’ye bozunur. Bu parçacık bozunma süreci, bir atom altı parçacığın kendiliğinden iki veya daha fazla hafif parçacığa dönüştüğü süreç.

Marathon Fusion ekibi, bir santralin tek bir yıllık çalışma süresinde gigawatt termal güç başına birkaç ton altın üretebileceğini tahmin ediyor.

Cıva-198 izotopunun nötronlarla bombardıman edilmesi, radyoaktif izotop cıva-197’nin oluşumuna yol açar ve bu da daha sonra altının tek kararlı izotopuna bozunur.

Önemli olan, cıva bozunma sürecini tetikleyecek kadar enerjik nötrona sahip olmak. Eğer bu başarılabilirse, ilginç bir fikir olur. Ancak bunun kârlı olup olmayacağı ise bambaşka bir konu.

Bunu yapmak için büyük bir nötron akısı gerekli. Bu, füzyon reaktörleri için standart bir yakıt karışımı olan döteryum ve trityum kullanılarak, bir füzyon reaktörünün plazmasında enerji oluşturmak için üretilebilir.

Nötronlar malzemeye kolayca nüfuz eder ve atomlardaki çekirdeklerden saçılarak yavaşlar. Cıva-198’i altına dönüştürmek için 6 milyon elektron voltun üzerinde enerjiye sahip nötronlar gerekir.

Marathon Fusion, tahminlerini oluşturmak için bir reaktörün “dijital ikizi”ni, yani füzyon reaksiyonunun fiziğini ve ortaya çıkan radyoaktif süreçleri simüle eden bir bilgisayar modelini kullanıyor. Bu tür çalışmaların bir sınırlaması, dijital ikizin gerçek bir ticari reaktör ile karşılaştırılarak doğrulanması gerekmesi; ancak şu anda böyle bir reaktör mevcut değil.

Bilim insanlarının ticari bir füzyon reaktörü hayata geçirebilmesi için üstesinden gelinmesi gereken birçok zorluk bulunmakta. Bunlar arasında, reaktörün inşası için yeni malzemelerin oluşturulması ve hem sistemi sürekli olarak enerji elde etmek için çalıştırmak hem de plazma füzyon reaksiyonunun devam etmesine yardımcı olabilecek yapay zeka sistemleri geliştirmek için gereken bilimin anlaşılması yer almakta.

İngiltere merkezli JET (Ortak Avrupa Torusu) projesi gibi en gelişmiş füzyon deneylerinden bazıları bile, yalnızca nispeten küçük miktarlarda enerji üretebildi.

Ancak İngiltere’deki araştırmacılar, egzoz plazmasının kontrol şeklini değiştirerek füzyon reaktörlerinin boyutunu küçültmenin yeni bir yolunu geliştirdiler. Enerji Üretimi için Küresel Tokomak (Step) adı verilen bu yeni füzyon reaktörü konseptinin prototipinin 2040 yılına kadar hazır olması hedefleniyor.

Füzyon Teknoloji ve Radyoaktif Atık

Kağıt üzerinde, bir füzyon reaktöründe cıvadan altın elde etmek mümkün. Ancak, ticari füzyon reaktörleri hayata geçirilene kadar, Marathon Fusion’ın dijital ikiz çalışmalarında kullandığı varsayımlar test edilmeden kalacak.

Dahası, bir füzyon reaktöründe üretilen herhangi bir altın başlangıçta radyoaktif olacağından, radyoaktif atık olarak sınıflandırılır ve bu nedenle üretimden sonra uzun bir süre yönetilmesi gerekir.

Nükleer ve parçacık fizikçilerinin iyi bildiği gibi, bir deneyin dijital ikizini oluştururken önemli fiziksel etkileri ve kritik ayrıntıları dahil etmeyi unutmak çok kolay.

Ancak bu atığın kullanılabilir saf altın formlarına dönüştürülmesi ele alınması gereken başka bir zorluk olsa da, uzun vadeli yatırımcıları caydırmaz.

Şimdilik bu, kağıt üzerinde cazip bir teklif olmaya devam ediyor; ancak yeni bir tür Kaliforniya altın hücumunu başlatmaktan hâlâ çok uzağız.

Derleyen: Damla Şayan