top of page

Yeni Nesil Nötron Jeneratörü

​​

Nötron jeneratörü; kontrollü koşullar altında, istenilen enerji ve akı seviyelerinde nötron üretebilen kompakt nükleer sistemlerdir. Nükleer reaktörlerden farklı olarak sürekli zincirleme reaksiyon içermezler; dışarıdan kontrol edilen iyon kaynakları ve hızlandırma mekanizmaları sayesinde nötron üretimi başlatılır ve durdurulabilir. Bu özellikleri sayesinde güvenli, taşınabilir ve hedefe yönelik uygulamalarda tercih edilirler.

​

Türk Füzyon Grubu bünyesinde geliştirilen nötron jeneratörleri, düşük enerjili füzyon reaksiyonlarını temel alarak, yüksek verimli ve ölçeklenebilir bir nötron kaynağı oluşturmayı amaçlamaktadır.

​

image (4).png

Çalışma Prensibi

Nötron jeneratörlerinin çalışma prensibi birkaç temel fiziksel aşamaya dayanır:

1. İyon Üretimi (Plazma Kaynağı)

Sistemin başlangıcında döteryum gazı, RF (radyo frekans) indüksiyon yöntemiyle iyonize edilerek plazma haline getirilir. Bu aşamada döteryum çekirdekleri (döteronlar) serbest hale gelir.

sarmal RF'nin ön görünümü ve düzlemsel RF'nin yan görünümleri.
image.imageformat.930.892725734.jpg

Sarmal RF'nin ön görünümü ve düzlemsel RF'nin yan görünümleri.

2. İyon Hızlandırma

Oluşturulan döteronlar, elektrostatik veya RF tabanlı hızlandırma alanları yardımıyla hedefe doğru yönlendirilir. Düşük enerji rejiminde çalışılmasına rağmen, hedef malzeme ve vakum koşulları sayesinde reaksiyon olasılığı artırılır.

​

3. Metalik Hedef ve Füzyon Reaksiyonu

Hızlandırılan döteronlar, özel olarak seçilmiş metalik hedef veya mesh yapılara çarpar. Bu çarpışmalar sonucunda D+D füzyon reaksiyonları gerçekleşir. Reaksiyon iki ana kanal üzerinden ilerler ve bu kanallardan biri nötron üretimi ile sonuçlanır.

​

4. Vakum ve Soğutma Sistemleri

Yüksek vakum ortamı, iyon demetinin dağılmasını önler ve reaksiyon verimini artırır. Hedef bölgesinde oluşan ısının kontrolü için aktif soğutma sistemleri kullanılır. Bu sayede uzun süreli ve kararlı çalışma mümkün hale gelir.

​

5. Nötron Çıkışı ve Yönlendirme

Üretilen nötronlar, uygulamaya bağlı olarak belirli açılarda yönlendirilir veya dedeksiyon sistemleriyle ölçülür. Kontrollü nötron akısı, sistemin en kritik çıktılarından biridir.

​

Proje Kapsamı ve Amacı

Bu proje kapsamında geliştirilen sistemler, 10 keV’den daha düşük enerjilerde radyoaktif olmayan döteryum (D) çekirdekleri kullanılarak, metalik hedefler ve örgü (mesh) yapılar içerisinde Döteryum–Döteryum (D+D) füzyon reaksiyonları yoluyla nötron üretimini hedeflemektedir.

Temel amaç;

  • Büyük ve pahalı mevcut sistemlere alternatif oluşturmak,

  • Yerli ve milli altyapı ile kompakt nötron jeneratörleri geliştirmek,

  • Uygulamaya özel, modüler ve ileride mikro-ölçekli sistemlerin önünü açmaktır.

​

Yeni Nesil Mikro-Ölçekli Yaklaşım

Projenin ileri aşamalarında, örgü (mesh) yapılı malzemeler kullanılarak çok daha küçük hacimlerde nötron jeneratörleri geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu yaklaşım, düşük enerjilerde füzyon tesir kesitinin ciddi biçimde artmasına olanak tanır.

Bu sayede;

  • Mikroçip boyutlarında nötron kaynakları,

  • Taşınabilir ve entegre sistemler,

  • Uygulamaya özel çoklu jeneratör dizileri mümkün hale gelmektedir.

image (2).png
Neutron.jpg

Mikroçip boyutlarında mesh malzemeye bağlı nötron jeneratörleri.

Uygulama Alanları

Geliştirilen nötron jeneratörleri çok geniş bir kullanım yelpazesine sahiptir:

​

1. Ulusal Güvenlik Uygulamaları

Nötron jeneratörleri, maddelerin iç yapısına nüfuz edebilme özellikleri sayesinde güvenlik taramalarında etkin bir şekilde kullanılmaktadır.

​

  • Patlayıcı ve Mayın Tespiti: Plastik kara mayınları ve el yapımı patlayıcıların (TNT, RDX vb.) tespiti için kullanılır. Nötronların malzeme ile etkileşimi sonucu ortaya çıkan gama ışınları sayesinde, yeraltına gömülü patlayıcılar ve topuk mayınları yüzde yüz hassasiyetle tespit edilebilmektedir. Bu teknoloji; havaalanlarında bagaj taraması, kargo kontrolü ve hareketli araçlarda 5 km menzile kadar tespit imkânı sunar.

​

  • Kaçak Nükleer ve Radyoaktif Madde Tespiti: Nükleer silah yapımında kullanılan uranyum ve plütonyum gibi maddelerin yasadışı ticaretini önlemek, gümrük kapıları ve konteyner taramalarında kaçak madde tespiti yapmak için kullanılır.

​

  • Kimyasal ve Biyolojik Savaş Ajanlarının Tespiti: Askeri üslerde veya savaş bölgelerinde sinir gazı, hardal gazı gibi kimyasal maddelerin ve biyolojik ajanların tespiti için analiz cihazı olarak görev yapar.

​

  • Uyuşturucu Madde Tespiti: Nötron aktivasyon analizi ile maddelerin karbon, hidrojen, azot ve oksijen oranları belirlenerek yasadışı uyuşturucu maddeler tespit edilebilir.

​

2. Jeolojik ve Madencilik Uygulamaları

Nötron jeneratörleri yeraltı kaynaklarının haritalanması ve analizinde yaygın olarak kullanılır.

  • Petrol, Doğal Gaz ve Maden Arama: Nötron sondaj araçları ile kayaçların kimyasal bileşimi analiz edilir. Nötron aktivasyon analizi ile maden rezervlerinin yüzde yüz hassasiyetle ve kısa sürede tespiti mümkündür.

  • Yeraltı Su Kaynaklarının Tespiti: Toprak içindeki hidrojen atomlarının ölçülmesiyle su içeren bölgeler, nem miktarı ve yeraltı su kaynaklarının konumu belirlenir.

  • Volkanik Aktivite ve Deprem Araştırmaları: Magmatik kayaçların analizi, volkanik gazların tespiti ve deprem bölgelerindeki radyoaktif radon gazı ölçümleri ile yeraltı gerilim analizlerinde kullanılır.

​

3. Tarımsal Uygulamalar

Tarımsal verimliliği artırmak ve kaynak yönetimini optimize etmek için kullanılır.

  • Toprak Nem Analizi ve Sulama: Toprak nem seviyelerini ölçerek hassas sulama sistemlerinin yönetilmesini ve su tasarrufu sağlanmasını mümkün kılar.

  • Gübre Optimizasyonu: Topraktaki azot, fosfor ve potasyum gibi besin elementlerinin analizini yaparak gübre kullanımını optimize eder.

  • Bitki Sağlığı ve Stres Analizi: Bitkilerin kuraklık, tuzluluk veya hastalık gibi stres faktörlerine karşı durumunu analiz eder ve erken teşhis imkanı sağlar.

​

4. Endüstriyel ve Enerji Uygulamaları

  • Nükleer Enerji: Yeni nükleer reaktörlerin devreye alınması sırasında başlangıç nötron kaynağı olarak kullanılır ve reaktör kontrolünde rol oynar.

  • Malzeme Bilimi ve Sanayi: Malzeme ve çelik sanayisinde, kalite kontrol süreçlerinde ve yeni organik/polimer malzemelerin üretiminde kullanılır.

  • İnşaat ve Kentsel Dönüşüm: Kentsel dönüşüme girecek binaların depreme dayanıklılığının tespiti için beton ve yapı analizinde kullanılır.

​

5. Sağlık ve Bilimsel Araştırmalar

  • Kanser Tedavisi: Ülkemizde bulunmayan nötron ışın terapisi cihazlarının imalatı ile kanser hastalarının tedavisine yönelik uygulamalar hedeflenmektedir.

  • Bilimsel Araştırmalar: Nötron saçılımı ve nötron radyografisi teknikleriyle maddelerin iç yapılarının incelenmesinde temel bir araçtır.

​

Teknik Kazanımlar

 Bu proje ile elde edilmesi hedeflenen teknik kazanımlar şunlardır:

  • Düşük enerjilerde yüksek nötron verimi sağlayan tasarım altyapısı

  • Kompakt, modüler ve ölçeklenebilir jeneratör mimarisi

  • Mikro-ölçekli sistemlere uyumlu hedef ve hızlandırma teknolojileri

  • Yerli tasarım ve üretim kabiliyeti

  • Askeri ve sivil uygulamalara uyarlanabilir esnek sistemler

​

Stratejik Katkı

Türk Füzyon Grubu tarafından yürütülen bu çalışmalar, ülkemizin nükleer teknoloji altyapısına uzun vadeli ve sürdürülebilir katkı sağlamayı hedeflemektedir. Nötron jeneratörleri alanında geliştirilen yerli çözümler; bilimsel bağımsızlık, teknolojik rekabet gücü ve yüksek katma değerli uygulamalar açısından kritik öneme sahiptir

Kaynakça ve Refaranslar

bottom of page