Nükleer Füzyon: Kolay anlaşılır bir giriş

Bilim insanları nükleer füzyon konusunda, gelecekte bol miktarda temiz enerjiye kapı açabilecek önemli bir atılım gerçekleştirdiler.

Bu bulgu ancak nükleer füzyon üzerine yarım yüzyıldan fazla süren araştırmalar sayesinde mümkün olmuştur.

İşte bu heyecan verici haberi doğru bir şekilde anlayabilmeniz için Nükleer Füzyona kolay anlaşılır bir giriş.

Nükleer füzyon nedir?

Nükleer füzyon, iki veya daha fazla atom çekirdeğinin birleşerek tek ve daha büyük bir çekirdek oluşturmasıyla meydana gelen bir tür nükleer süreçtir.

Füzyon reaksiyonları, katılardan, sıvılardan veya gazlardan farklı özelliklere sahip pozitif iyonlardan ve serbest hareket eden elektronlardan oluşan sıcak, yüklü bir gaz olan plazma olarak bilinen bir madde durumunda meydana gelir.

Özetlemek gerekirse, nükleer füzyon, nükleer enerjinin Güneş ve diğer yıldızlar enerjilerini elde ederler.

Örneğin: Trityum ve Döteryum atomları (sırasıyla hidrojen izotopları Hidrojen-3 ve Hidrojen-2) birleşerek bir nötron ve bir helyum izotopu üretir. Bununla birlikte büyük miktarda enerji açığa çıkar.

Bu enerji elektrik üretmek ya da başka şeylere güç sağlamak için kullanılabilir. Ve potansiyel olarak sonsuz ve temiz bir enerji kaynağı olduğu düşünülmektedir.

Çekirdeklerin birleşmesi için olağanüstü yüksek sıcaklıklarda, belki de 10 milyon santigrat derecede temas etmeleri gerekir. Yüksek sıcaklık nedeniyle, karşılıklı elektrik dirençlerinin üstesinden gelmek için yeterli enerjiye sahiptirler. Çekirdekler birbirlerine çok yakın olduklarında, aralarındaki nükleer çekim elektriksel itmenin üstesinden gelir ve birleşmelerine ve sonuç olarak enerji yaratmalarına izin verir.

Nükleer füzyon ve Nükleer fisyon

Hem fisyon hem de füzyon, enerji üretmek için atomları değiştiren nükleer reaksiyonlardır, ancak ikisi arasındaki fark nedir?

Füzyon, iki hafif atomun birleşerek daha büyük bir atom üretmesi, fisyon ise bir atomun ikiye bölünmesidir. Bunlar esasen birbirine zıt süreçlerdir.

Albert Einstein'ın kütlenin enerjiye dönüştürülebileceği öngörüsü çekirdek bölünmesinin keşfine ilham verdi. Bilim insanları 1939'da deneylere başladı ve Enrico Fermi bir yıl sonra ilk nükleer reaktörü inşa etti.

Büyük ölçüde kararsız bir izotop, yüksek hızlı parçacıklarla, genellikle hızlandırılmış nötronlarla patlatılır, onları kararsız izotopla çarpışmaya zorlar, fisyonu tetikler ve iki küçük izotopa, üç yüksek hızlı nötrona ve muazzam miktarda enerjiye parçalanır. Uranyum-235, nükleer güç reaktörlerinin büyük çoğunluğunda nötron olarak kullanılır.

Üretilen enerji nükleer reaktörlerde suyu ısıtmak için kullanılır ve daha sonra elektrik üretilir. Yüksek hızlı nötronlar boşalırken ve mermi haline gelirken, zincirleme reaksiyonlar olarak da bilinen yeni fisyon süreçlerini başlatırlar.

Nükleer fisyon, tehlikeli olabilen ve belki de yüzlerce yıl boyunca dikkatle saklanması gereken büyük miktarda radyoaktif atık üretir. Nükleer füzyon ise radyoaktif atık içermeyen temiz enerji üretir.

Ayrıca nükleer fisyonun doğal bir süreç olmadığını ve uyarılması gerektiğini, oysa nükleer füzyonun doğal bir süreç olduğunu, örneğin güneşin nükleer füzyon yoluyla enerji ürettiğini belirtmekte fayda var.

Nükleer füzyon neden önemlidir?

Füzyon reaktörleri, sera gazı emisyonları, radyoaktif atıklar veya diğer çevresel sonuçlar olmaksızın veya çok az olmak üzere enerji sağlama yeteneğine sahiptir. Fosil yakıtlara ve diğer sınırlı enerji kaynaklarına olan bağımlılığımızı azaltarak pratik olarak sınırsız temiz enerji kaynağı sağlayabilirler.

Füzyon reaktörleri, fisyon reaktörleri gibi yüksek seviyeli radyoaktif atık üretmediğinden, bertarafı daha kolay olacaktır. Ayrıca, fisyon reaktörlerinin aksine, atıklar silah sınıfı radyoaktif elementler içermeyecektir.

Nükleer füzyon atılımı

Financial Times'a göre, bilim adamları yakıtı lazerlerle ısıtmak için sadece 2,1 MJ kullandıktan sonra 2,5 MJ enerji açığa çıkarmayı başardılar. Bu keşfin Kaliforniya'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuarı'nda bulunan Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF) tarafından doğrulanması gerekiyor, ancak bu harika bir haber.

Bu, nükleer füzyon alanında önemli bir bilimsel başarıdır, çünkü bilim insanları ilk kez pozitif net enerji kazancı sağlayan bir nükleer füzyon sürecini başarıyla tesis etmişlerdir.

Elbette bunu uygulanabilir bir seçenek haline getirmek için yapılması gereken daha çok iş var, ancak bilim insanlarının deneye başladıklarından daha fazla enerji üretebilmeleri bilim için önemli bir adım. Bu da araştırmaya bağlam ve anlam kazandırmaktadır.

Görsel bilimsel iletişimi tüm dünyaya yaymak

Görsel posterler kullanarak çalışmanızı tüm dünyaya yayın. Çalışmanızı kısa bir okuma için daha uygun hale getirmenin yanı sıra, ustalıkla oluşturulmuş bir poster, çalışmanızın hiç hayal etmediğiniz kitlelere ulaşmasına yardımcı olabilir. Posterler daha kolay ulaştırılır ve yayılır ve insanların araştırmanızı hatırlamasını sağlayabilir.

Kolay bir poster oluşturma aracı kullanın. Mind The Graph'i kullanın.

İllüstrasyonlarla Araştırmalarımı Artırın