Karadeniz Teknik Üniversitesi (KTÜ) Fizik Bölümü Süperiletkenlik Araştırma Grubu tarafından satte yaklaşık 500 kilometre hıza ulaşabilen manyetik raylı tren (maglev) prototipi geliştirildi.

İngilizce'de manyetik olarak havada tutma, yükseltme anlamına gelen ''magnetic levitation'' sözcüklerinin kısaltılmasından oluşan maglev, son yıllarda tren teknolojisinde kullanılıyor. Henüz geliştirilme aşamasında olduğu için yaygın olarak kullanılmayan sistem dünyada ilk olarak Çin'in Şangay kentinde hayata geçti. 30 kilometrelik bir hat üzerinde çalışan Şangay'daki tren, bu mesafeyi 7 dakika 20 saniyede geçebiliyor.

Sistemi, iki mıknatısın eş kutuplarının birbirini itmesi mantığı üzerine çalışıyor. Alt alta uygun şekilde konulmuş iki mıknatıstan biri manyetik itme kuvvetlerinin etkisiyle diğerinin üzerinde hiçbir şeye değmeden havada durabiliyor.

Maglev trenler de temelde bu ilkeyle çalışıyor. Maglev trenlerin altında mıknatıslar bulunurken, özel olarak üretilmiş raylarda da bir telin üzerinden elektrik akımı geçmesiyle oluşturulan manyetik alana sahip elektromıknatıslar bulunuyor. Tellerden akım geçmediğinde manyetik etki de ortadan kayboluyor ya da akımın yönü kontrol edilerek mıknatısın kutupları değiştirilebiliyor. Bu mıknatıslar sayesinde tren, raylar üzerinde 10 milimetrelik bir yükseklikte ilerleyebiliyor. Raylarla temas olmadığı için sürtünme büyük ölçüde azaltılabiliyor. Trenin şekli de havayla sürtünmeyi en aza indirecek şekilde tasarlanıyor.

Çok güçlü elektromıknatıslar ve yüksek duyarlılığa sahip kontrol sistemleri gerektiren maglev trenler için yerleşim merkezleri arasında özel hatlar döşenmesi gerekiyor.

     -KTÜ'DE İLK MAGLEV PROTOTİPİ ÜRETİLDİ-

KTÜ Fizik Bölümü Başkanı Prof. Dr. Ekrem Yanmaz, AA muhabirine yaptığı açıklamada, 1988 yılından beri süperiletkenler üzerinde çalıştıklarını belirterek, bölümlerinde kurulan Süperiletkenlik Araştırma Grubu'nun da 1993 yılından beri süperiletkenlerin üretiminde ve karakterizasyonunda önemli çalışmalara imza attığını bildirdi.

Bu konuda hem Türkiye'de hem de dünyada başarılı bir noktaya ulaştıklarını kaydeden Prof. Dr. Yanmaz, çalışmalar kapsamında külçe, ince film ve şerit süperiletken üretiminin hedef alındığını dile getirerek, ''Süperiletkenlik alanında çok sayıda lisansüstü çalışma tamamlanmış ve sonuçlar uluslararası saygın dergilerde yayınlanarak ülkemizde öncü grup haline gelinmiştir'' dedi.

     -3 YILLIK BİR ÇALIŞMANIN ÜRÜNÜ-

Süperiletkenlerin bugünün ve geleceğin teknolojilerine katkılarının azımsanmayacak değere sahip olduğunu vurgulayan Prof. Dr. Yanmaz, ''Büyük taneli yüksek sıcaklık külçe süperiletkenleri, manyetik yatak, enerji depolama sistemi, yük taşıma, yük kaldırma ve alan tuzaklama mıknatısları olarak mühendislik uygulamalarında kullanılıyor. Diğer bir uygulama alanı olan manyetik olarak kaldırılmış maglev treni, süperiletken mıknatısların birleşimiyle oluşturulan süper yüksek hızlı sürtünmesiz taşıma sistemidir'' diye konuştu.

TÜBİTAK destekli gerçekleştirilen projenin Yrd. Doç. Dr. Alev Aydıner ve doktora öğrencilerinden araştırma görevlileri Bakiye Çakır ile Mehmet Başoğlu'ndan oluşan ekiple yaklaşık 3 yıllık bir çalışma sonucunda tamamlandığını ifade eden Fizik Bölümü Başkanı Yanmaz, ''Maglev sistemlerinde kullanılan büyük çaplı tek kristal külçe süperiletkenler, üstten aşılama-eritme-büyütme (top seed) yöntemiyle Türkiye'de ilk kez KTÜ'de üretildi ve üretilen tek kristal külçe süperiletkenler yardımıyla sürtünmesiz yüksek hızlı tren prototipi oluşturuldu'' dedi.

     -SÜPER YÜKSEK HIZLI SÜRTÜNMESİZ TAŞIMA SİSTEMİ-

Maglev treninin süperiletken mıknatısların birleşimiyle oluşturulan ''yüksek hızlı sürtünmesiz taşıma sistemi'' olduğunu vurgulayan Prof. Dr. Yanmaz, şöyle devam etti:

''Süperiletkenler manyetik alana konulduklarında eğer kendilerine özel kritik sıcaklıklarının altında iseler dış manyetik alana yaklaştırıldıklarında Faraday indüksiyon yasasına dayanarak süperiletken örnek yüzeyinde bir akım meydana gelir. Bu akımın oluşturduğu manyetik alan dışarıdan uygulanan manyetik alana zıt yönde oluştuğu için süperiletkenin havada kalmasını sağlar.

Bu çalışmada gerekli olan manyetik alanı oluşturmak için ray olarak sıra halinde dizilmiş NdFeB sürekli mıknatısları kullanıldı. Mıknatıslar trenin hareket doğrultusunda tek kutup, harekete dik doğrultuda N-S-N düzeninde dizilerek üç sıralı ray sistemi oluşturuldu. Bu sıralamada her iki kenardaki N kutupları trenin raydan çıkmamasını sağlıyor. Mıknatısların bu şekildeki dizilimine bağlı olarak süperiletken malzemelerde görülen manyetik itme kuvveti etkisi ile ray üzerinde tren hareket ediyor.''

     -''SAATTE 500 KİLOMETRE HIZA ULAŞILABİLİR''-

Prof. Dr. Ekrem Yanmaz, projenin taşıma ve ulaşım sektörüne çok fazla yarar sağlayabileceğini, sistem sayesinde trenlerin güvenli bir şekilde saatte yaklaşık 500 kilometre hıza ulaşabileceğini bildirdi.

Maglev sisteminin gelişmiş bazı ülkelerde süperiletken mıknatıslardan farklı olarak elektromıknatıslar kullanılarak taşımacılıkta ve ulaşımda kullanıldığını ifade eden Yanmaz, ''Bu sistem, sürtünmeden dolayı enerji kaybının ortadan kaldırılmasıyla yüksek hızlara ulaşan trenler yapılmasına olanak sağlanmaktadır. Sistem sayesinde trenler güvenli bir şekilde saatte yaklaşık 400-500 kilometre hıza ulaşabilir'' dedi.