Füzyon (Fusion)

Nükleer füzyon, nükleer kaynaşma ya da kısaca 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.

Güneş ve Yıldızların Enerjisi

Füzyon güneşe ve yıldızlara güç veren bir süreçtir. İki hidrojen atomunun bir araya geldiği veya birleştiği reaksiyon, helyum atomunu oluşturur. İşlemde, hidrojen kütlesinin bir kısmı enerjiye dönüştürülür. 

Gerçekleşmesi en kolay füzyon reaksiyonu, helyum ve bir nötron yapmak için döteryumu (veya “ağır hidrojen) trityum (veya” ağır-ağır hidrojen “) ile birleştirmektir. Döteryum sıradan su içinde bol miktarda bulunur. Trityum füzyon nötronunu bol miktarda hafif metal lityum ile birleştirerek üretilebilir. Böylece füzyon, tükenmez bir enerji kaynağı olma potansiyeline sahiptir. 

Nasıl Gerçekleşir?

Füzyonun yani birleşmenin gerçekleşmesi için Hidrojenin atomlarının çok yüksek sıcaklıklara (100 milyon derece) ısıtılması gerekir. Bu sıcaklığa ulaşıldığında, Hidrojen atomları iyonize olurlar (plazma oluşturur) ve kaynaşma için yeterli enerjiye sahip olurlar.

Füzyonun oluşması için yeterince uzun süre birarada tutulması gerekir. Güneş ve yıldızlar bunu yerçekimi ile yaparlar. Dünyadaki daha pratik yaklaşımlar, güçlü bir manyetik alanın, mikrodalgalar veya diğer enerji kaynakları tarafından ısıtılırken iyonize atomları bir arada tuttuğu manyetik sınırlama ve küçük bir dondurulmuş hidrojen peletinin yoğun bir enerji ışını tarafından sıkıştırıldığı ve ısıtıldığı eylemsizlik sınırlamasıdır.

Tükenmeyen Enerji

Bilim adamları 40 yıldan fazla bir süredir dünyadaki füzyon işlerini yürütmeye çalışmaktadırlar. Çünkü denemeler başarılı olursa, tükenmeyen bir enerji kaynağı elde edilmiş olacak. 

Normal sudaki her 6.500 atomdan bir tanesi döteryumdur ve 1 litre suya 300 litre benzinin enerji içeriği verir. 

Çevresel Açıdan Olumlu

Füzyon bir nükleer işlem olmasına rağmen, füzyon reaksiyonunun ürünleri (helyum ve bir nötron) radyoaktif değildir ve uygun tasarımla bir füzyon santralinin pasif olarak güvenli olması ve uzun ömürlü radyoaktif atık üretmemesi gerekir. 

Tasarım çalışmaları, füzyondan elde edilen elektriğin günümüzdeki kaynaklarla aynı maliyette olabileceğini göstermektedir.

Ek olarak, füzyon çevre dostu olup yanma ürünleri veya sera gazı üretmez. 

Elde Edilmesi Zor

Füzyon basit gibi görünse de, detaylar zor ve titiz. Hidrojen plazmasının 100 milyon derecede ısıtılması, sıkıştırılması ve sınırlandırılması önemli bir zorluktur. Bugün bulundukları yerde füzyon gelişmeleri için çok sayıda bilim ve mühendislik araştırması yapılmıştır. Hem manyetik hem de atalet füzyon programları, ticari bir uygulama geliştirmek için deneyler yürütmektedir. Her şey yolunda giderse, ticari uygulama yaklaşık 2020 yılına kadar mümkün olmalı ve insana gelecek için güvenli, temiz ve tükenmez bir enerji kaynağı sağlanmalıdır.

Çinlilerin ITER Projesi

Çinliler’in 2019 sonuna kadar tamamlanması beklenen “Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)” isimli projede 35 ülkeden bilim adamı ile birlikte Füzyon yani “Yapay Güneş” elde etmeye uğraşıyor. “Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) reactor” ile plazmada, 100 milyon santigrat derece (212 derece Fahrenheit) elektron sıcaklığına ve 50 milyon santigrat derece (122 milyon derece Fahrenheit) iyon sıcaklığına ulaştıldığı raporlanıyor.

Sidebar