Sonsuz Enerjinin Anahtarı: NÜKLEER FÜZYON
Bir bardak füzyon yakıtının 800 yıl boyunca bir eve enerji sağlayacağını biliyor muydunuz?
Enerji… Fizik bilimi için en zor şeylerden biri olsa da en basit tanımıyla olup biten her olayı mümkün kılandır. Başka bir deyişle; arabalarımız hareket ediyor, çiçekler açıyorsa, fabrikalar üretiyor, güneş içimizi ısıtıyorsa nedeni enerjidir. Şimdi yukarıda bahsettiğim şeye gelelim. Öncelikle bu cümleyi tam anlamıyla anlamanız için sizlere biraz nükleer enerji ve nükleer füzyonu açıklamak istiyorum.
Nükleer enerji, atomun çekirdeğinin parçalanmasından doğan enerjiye denir. Füzyon, fisyon ve yarılanma gibi üç reaksiyondan biri ile oluşur. Aynı zamanda nükleer enerji, atom enerjisi olarak da bilinir. Bununla birlikte uranyumun fisyon tepkimesine girerek bölünmesi sonucu açığa çıkan enerji, nükleer enerjidir.
Bu yazımda bizi ilgilendiren kısım nükleer füzyon. Bu yüzden ona geçiş yapalım.
Nükleer füzyon iki hafif elementin nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır bir element oluşturmasıdır. Çekirdek tepkimesi olarak da bilinen bu tepkimenin sonucunda çok büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bu işlemle oluşturulabilecek en ağır element demirdir. II. Dünya Savaşı’nı takip eden yıllarda, hidrojen bombası olarak da bilinen termonükleer silahların üretilmesinde nükleer füzyon yöntemi kullanılmıştır. Füzyon tepkimeleri aslında Güneş’te her an doğal olarak gerçekleşmektedir. Güneş’ten gelen ışık, hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşmesi ve bu dönüşüm sırasında kütle kaybı karşılığı enerjinin ortaya çıkması sayesinde meydana gelmektedir. Ayrıca Einstein’ın ünlü E = mc² formülüyle kütle kaybının karşılığı rahatlıkla hesaplanabilir.
Peki, bu füzyon enerjisinden neden faydalanmalıyız?
Yaklaşık 20 yıldır Dünya’nın konuştuğu ve endişe duyduğu tek bir şey var. O da “İklim Değişikliği ve Küresel Isınma”. Kullanılan fosil yakıtlar gezegenimizi çok hızlı bir şekilde ısıttı ve halen daha ısıtmaya devam ediyor. Son buzul çağından bu yana Dünyamız 1.8 santigrat derece sıcaklaştı. Eğer gaz salınımı azaltılmazsa sıcaklık gittikçe artacak ve zaten bozulmuş olan düzen daha da kötüleşecek.
Bunun yanında nükleer füzyon enerjisi eğer doğru kullanılırsa gelecekte oluşacak kaynak kıtlığına bir alternatif olabilecek.
Füzyon enerjisi nasıl elde edilir?
Maddenin dördüncü hali olan plazma en kısa tabiriyle gazlara çok fazla enerji verilmesiyle oluşur. Yeterince ısıtılmış gaz içinde iyonlaşma defalarca tekrarlanır ve serbest elektron ve iyon bulutları oluşmaya başlar. Fakat bazı atomlar nötr kalmaya devam eder. Oluşan bu iyon, elektron ve nötr atom karışımına plazma denir. Peki, eğer plazmayı daha yüksek bir sıcaklığa çıkarırsak ne olur? Tahmin edebileceğimiz üzere füzyon enerjisi!!
Gelgelelim bu sıcaklıklar ne kadar bir sıcaklık? Güneşten de yüksek sıcaklıklar. Yaklaşık olarak 51040000 Kelvin !
Gelelim, laboratuvarda füzyon enerjisini nasıl elde edeceğimize. Öncelikle bu kadar yüksek sıcaklıklarda herhangi bir maddenin yerinde duramayacağını, konumunu değiştirmek istediğini tahmin ediyoruzdur. ”Bu kadar hareketli bir madde nasıl muhafaza edilip kullanılıyor?” gibi sorular kafamızda da dolanıyor olabilir. Yakın zamana kadar bu konu üzerinde çalışan araştırmacıların elde ettiği sonuçlara göre bu, şöyle mümkün:
Araştırmacılar reaktörü çalıştırıyorlar ve reaktör sıcaklığı Güneş’ten çok çok daha yüksek bir sıcaklığa ulaşıyor. Saniyeler içinde plazmalar birbiriyle çarpışıyor ve füzyon enerjisi elde ediliyor. Ama dediğim gibi saniyelik bir zaman diliminde. Eğer bu süre dakikalar hatta saatlere ulaştırılabilirse yakın zamanda füzyon enerji depolarımız bile olabilir.
Fransa başta olmak üzere birçok AB ülkesi bu projeye yatırım yapmış durumda. Hatta şu anda Fransa’da bir füzyon reaktörü yapım aşamasında ve 10 yıl içinde faaliyete geçmesi bekleniyor.
Fosil yakıtların kullanıldığı ve karbon salınımının hat safhada olduğu şu devirde bir enerji alternatifi olabilir füzyon. Uzmanlara göre gelecek 30 yıl içinde Dünya’daki bütün enerjinin füzyondan elde edileceği düşünülüyor.
Sonuç olarak bir enerji alternatifimiz daha var. İkinci bir Çernobile mi sebep olur yoksa bizi daha da ileri mi götürür bilemiyoruz. Bekleyip göreceğiz.
Keyifli okumalar !
Merhaba!! Ben Kübra. İzmir Katip Çelebi Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği öğrencisiyim. Herkese keyifli okumalar dilerim 🙂