Fisyon Nedir?

Nükleer enerji denince akla ilk gelen, ağır atom çekirdeklerinin parçalanmasıyla açığa çıkan çok güçlü enerjiler. Bunları günlük yaşamımızda kullandığımız elektrik enerjisine çevirmenin aracıysa nükleer enerji santralları.Günümüzde Dünya üzerinde 400’ün üzerinde nükleer santral, hidroelektrik ve termik santrallarla birlikte insanlığın artan enerji gereksinmelerini karşılamaya çalışıyor. Ancak insanlık nükleer enerjiyi ilk kez yakıp, yıkan biçimiyle, Hiroşima ve Nagasaki’ye atılan atom bombalarıyla tanıdı. Bu kötü sicil, nükleer santrallar konusunda giderilmesi kolay olmayan kuşkular yaratıyor. 1986’da Ukrayna’daki Çernobil nükleer santralında meydana gelen kaza da endişeleri körüklüyor. Santral ürünü radyoaktif atıkların depolanmasıyla ilgili sorunlar da tümüyle çözülebilmiş değil. Bütün bunlara karşın uzmanlar, doğru tasarım ve kullanımla nükleer santralların,enerji darboğazının aşılmasında yadsınamayacak önemdeki rollerini sürdüreceklerini söylüyorlar.

Büyük Patlama’nın ardından evren soğuyup genişlemeye başladı.Patlamadan 10 -6 sn sonra evren, kuark, gluon, elektron ve nötrinolardan oluşan bir çorba durumundaydı. Sıcaklık 1 trilyon dereceye indiğinde bu karışım proton, nötron ve elektronlara ayrıştı. Genişleme ve soğuma sürdükçe bazı proton ve nötronlar, döteryum, helyum ve lityum çekirdekleri oluşturdular. Daha sonra elektronlar, protonlarla ve küçük kütleli çekirdeklerle birleşerek yüksüz atomları oluşturdular. Kütleçekim nedeniyle atomlardan oluşan bulutlar çökerek yıldızları meydana getirdiler.Yıldızlarda önce hidrojen, sonra da helyum atomları birleşip, daha ağır kimyasal elementler oluşturdular.Patlayan yıldızlar ağır elementleri uzaya saçtılar. Dünyamız, bu süpernova patlamalarının artıklarından oluştu.

Bir atomun merkezinde proton ve nötron gibi nükleonlardan oluşan bir çekirdek yer alır. Her nükleon aralarındaki “şiddetli” etkileşimin birarada tutuluğu üç kuarktan oluşur.Şiddetli etkileşimin aracı gluon denen kuvvet taşıyıcı parçacıklardır. Bir atom çekirdeğini bir arada tutansa, komşu nükleonlar içindeki kuark ve gluonların şiddetli etkileşimi. Bir atomda elektronlar, çekirdek yarıçapının on bin katı uzaklıkta dönen bir bulut oluştururlar.

Atom çekirdeğiyle elektronları atom yapısı içinde birarada tutan kuvvet elektromanyetik etkileşimdir. Gerçek ölçeğine vurulacak olsaydı, üstteki çekirdeğin çevresinde dönen elektron bulutunun çapı küçük bir kenti kaplardı.

Füzyon Nedir?

Milyonlarca yıllık evrimin sonunda bugün Dünya’daki insanların sayısı 7 milyara ulaştı. Önümüzdeki 50 yıl içinde bu sayı %50 artarak 9 milyarı aşacak.Bu,ısıtılacak ve aydınlatılacak daha çok ev,gıda ve öteki temel gereksinmeleri üretecek daha çok fabrika, bu insanlar› taşıyacak daha çok otomobil, gemi, uçak,kısacası daha çok enerji demek. Ancak nüfus arttıkça, varolan enerji kaynaklarımızı da ya tükeniyor, ya da aşırı kullanım yüzünden yeryüzünü ve atmosferi kirletiyor, doğayı yaşanmaz hale getiriyor. Bu nedenle araştırmacılar temiz ve neredeyse tükenmez bir enerji kaynağı elde etmeye çalışıyorlar. Bunun yolu,yıldızların merkezlerinde gerçekleşen bir süreci yeryüzüne indirmek ve evrendeki en hafif ve en bol bulunan hidrojen atomlarını birleştirmek. Ancak bunun için yıldız içlerinde olduğundan çok daha yüksek sıcaklıklar gerekiyor. Bilim adamları, yaratıcı yöntemler kullanarak bu hedefe doğru hayli yol almış bulunuyorlar.

Doğal Füzyon

Güneş’e ve öteki yıdızlara güç veren enerjinin adı. Füzyon tepkimelerinde küçük kütleli çekirdekler birleşerek daha büyük çekirdekler oluşturuyorlar.Bu süreçte, Einstein’ın E=mc 2 formülü uyarınca kütle (m), enerjiye(E) dönüşüyor. Güneş’in merkezinde p-p zinciri denen ve hidrojen çekirdeği olan tek protonlarla başlayan bir dizi füzyon tepkimesi, helyum atomlarının çekirdekleri olan alfa parçacıklarının oluşumuyla sonuçlanıyor. Güneş’e enerjisinin çok büyük bir bölümünü sağlayan p-p zinciri, bu işlevini daha milyarlarca yıl sürdürecek.

Yapay Füzyon

Yeryüzünde gerçekleştirilebilmesi için, atomların çok yüksek sıcaklıklara (normal olorak 10 milyon K’nin üzerinde) kadar ısıtılmasını gerektiren bir süreç. Böylesine yüksek sıcaklıklarda atomlar iyonize olurlar (elektronlarını yitirirler) ve plazma haline gelirler. Net enerji kazancı için plazmanın, çok sayıda füzyon tepkimesine olanak verecek bir süreyle birarada tutulması (hapsedilmesi) gerekir. Gerçekleştirilebilmeleri halinde füzyon enerji santralları, döteryum gibi yakıtların bolluğu nedeniyle neredeyse sınırsız bir enerji kaynağı yaratacaklar. Bu amaç doğrultusunda bir hayli yol alınmış bulunuyor.