Termonükleer Füzyon Enerjisi Nedir?
Bilimadamlarının insanlığa hediye edeceği bu sonsuz ve temiz enerji kaynağı, yaşadığımız hızlı teknolojik gelişimde yüzyılın en önemli atılımı olmaya adaydır. Füzyon enerjisinin kullanımı ekonomik ve sosyal açıdan dünyamızda yeni dengelerin oluşmasına neden olacaktır.
İnsanlığın enerji problemine “kalıcı çözüm” olarak kabul edilen füzyon, bilim insanlarının ilgisini uzun yıllardır çekmektedir. Günümüzde kullanılan enerji kaynakları çeşitlerine göre füzyon; sınırlı, pahalı ya da yaşadığımız çevreye zararlıdır. Günümüz biliminin sınırları içinde alternatif enerji kaynakları arasında en önemlisi termonükleer füzyondur. Nükleer füzyon nedir ve neden bu kadar önemlidir? Bu büyük atom enerjisi barışçıl amaçlarla nasıl kullanılabilir? Bu soruların yanıtlarını anlamak için belki de temel fizik kavramlarını kısaca hatırlamak yararlı olacaktır. Füzyon , bir atom, pozitif yüklü çekirdek ve onu saran negatif yüklü elektron bulutundan oluşur. Elektronların kütlesi atom çekirdeğininkinden çok küçük olduğundan atomun ağırlığının büyük kısmını çekirdeği oluşturur. En hafif atom olan hidrojenin çekirdeği bir elektrondan 1800 kat daha ağırdır. Nötral atomlarda ne kadar negatif yüklü elektron varsa o kadar da pozitif yüklü proton çekirdeğinde bulunur. Dolayısı ile net yük sıfırdır. Maddeyi oluşturan atomların kendi aralarındaki uzaklıkları ise yaklaşık 10-10 metredir, bu da çekirdeğin kendi büyüklüğünün yüzbin katına yakındır. Diğer bir anlatımla, atom çekirdeğini, çapı 10 cm olan bir top olarak düşünürsek en yakın atom çekirdeği 10 km uzaklıkta bulunur. Eğer bu iki atom çekirdeğini yanyana getirebilirsek yeni bir atom çekirdeği oluşturmuş oluruz. Bu işleme nükleer füzyon adı verilmektedir. Füzyonun önemi, işlem sırasında büyük miktarda enerjinin açığa çıkmasıdır. Doğal nükleer füzyon reaktörlerine örnek olarak güneşi, yıldızları verebiliriz. Güneşte hidrojen çekirdekleri birleşerek helyum çekirdeği oluştururlar. Hidrojen bombası da insan eliyle yapılan nükleer füzyondur. Ancak sorun, açığa çıkan bu büyük enerjinin kontrol altına alınabilmesidir. Fizikçiler “kontrollü termonükleer füzyon” için çalışmaktadır. Füzyon enerjisini şu şekilde anlayabiliriz; bir cismin ışık hızına göre düşük hızlarda hareket etmesi durumunda toplam enejisini yaklaşık olarak, ile gösterebiliriz. Burada ilk terim cismin durağan enerjisini ikincisi ise kinetik enerjisini temsil eder. Enerjinin büyük kısmı cismin kütlesinde yoğunlaşmıştır. Sorun bu enerjiyi kontrollü bir şekilde dışarı çıkartmaktır. Atomu oluşturan üç temel parcacığın kütleleri ve yükleri aşağıdaki tabloda verilmektedir Hidrojen atomu en hafif atomdur, bir proton ve bir elektrondan oluşur. Sonraki atom helyum ise hidrojenden dört kat daha ağırdır ve iki proton ve iki nötrondan oluşur. Nükleer reaksiyonlar, kimsayal reaksiyonlardan farklıdır. Kimyasal reaksiyonlarda, atomlar beraber oldukları arkadaşlarını değiştiriler, bunun sonuçunda çevresinden enerji alır ya da çevresine enerji verirler, ancak atomların çekirdek yapısı değişmez. Nükleer reaksiyonlarda bir atom çekirdeği başka bir atom çekirdeğine dönüşür. Bu işlem sırasında açığa çıkan enerji kimsayal reaksiyonlarda açığa çıkan enerjinin yüzlerce katı büyüklüğündedir. Füzyon reaksiyonlarında iki hafif çekirdek birleşerek daha ağır bir çekirdek oluşturur ve bu işlem sırasında enerji açığa çıkar. Diğer bir nükleer reaksiyon tipi ise fisyondur. Burada, ağır atom çekirdekleri nötronlar ile bombalanarak daha hafif atom çekirdeklerinin oluşması sağlanır (füzyonun tersi). Örneğin ağır bir atom olan Uranyum-235 izotopu nötronlarla bombalanarak iki hafif atom çekirdeği, nötron ve enerji açığa çıkar. Günümüzde kullanılan nükleer enerjinin temel prensibi fisyondur. Fisyon işlemi sırasında ağır atom çekirdeklerinin içine giren nötronlar bu yapıyı parçalar ve dengesiz hale getirir.Radyoaktif izotoplar dengeli hale gelebilmek için, genel olarak, çok uzun süreler ışıma yapar (radyoaktif ışıma). Nükleer reaktörlerin en önemli problemlerinden biri çevreyi kirleten nükleer atıklardır.
Eğer yazıyı beğendiyseniz ya da ekleyecekleriniz varsa, lütfen yorumunuz yazın veya RSS aboneliği ile yeni yazılardan anında haberdar olun.
Yorumlar
Henüz Yorum Yok.
Yorum Yazın