Connect with us

FİZİK

Doğada Nükleer Füzyon Nasıl Gerçekleşiyor?

Published

on

Atom çekirdeği güçlü çekirdek kuvvetleri ile kenetlenmiş proton ve nötronlardan oluşur. Güçlü çekirdek kuvveti, çekirdek sınırları içinde, küçük bir ölçekte egemen olan bir kuvvettir. Güçlü çekirdek kuvveti, çekirdek dışında çok zayıftır.

Çekirdekte bulunan protonlar, pozitif elektrik yükü ile yüklü oldukları için birbirlerini elektriksel kuvvetler ile iter. Atom çekirdeğinin bir bütün olarak durmasında, güçlü çekirdek kuvvetlerinin çekim gücünün oluşturduğu yapıştırma etkisinin, elektriksel itme kuvvetinden büyük olması etkilidir.

Güçlü çekirdek kuvveti, küçük çekirdeklerde, büyük çekirdeklere oranla daha etkilidir.

Büyük çekirdeklerde, çekirdeğin zıt taraflarında bulunan proton ve nötronların birbirleri üzerindeki nükleer çekim etkisi oldukça düşüktür. Büyük çekirdeklerde proton sayısının fazla olması, elektriksel itme kuvvetinin daha büyük olması demektir. Çekirdeği bir arada tutmak için gereken nükleon başına düşen enerji, demir ve nikel gibi çok kararlı elementlere kadar artış gösterir. Daha büyük elementler için nükleon başına düşen enerji düşmeye başlar. Küçük bir etkiyle dağılabilen bu çekirdeklerle fisyon tepkimesi daha kolay gerçekleşir.

Hafif atom çekirdeklerinin yüksek sıcaklık ve basınçta kaynaştırılması ile enerji elde edilmesine nükleer füzyon adı verilir.

İki çekirdeği birleştirmek için, bu çekirdekleri bir arada tutan güçlü çekirdek kuvvetlerinin yenilmesi gerekir. Çünkü güçlü çekirdek kuvveti, çekirdeği oluşturan proton ve nötronları birbirine kenetlemiştir. En basit mükleer füzyonda, yüksek sıcaklık ve basınç altında hidrojen çekirdekleri birleşerek helyum çekirdeğine dönüşür. Bu dönüşüm sonunda, çok büyük miktarda enerji elde edilir ve serbest nötronlar ortaya çıkar.

Hidrojen üç farklı izotopa sahiptir. Bunlar; normal hidrojen, döteryum ve trityum’dur. Döteryum ve trityum 1 tane proton ve sırasıyla 1 ve 2 tane nötron içerir. En hafif izotop normal hidrojen iken, en ağır izotop trityum’dur. En basit füzyon tepkimesi döteryum ve trityum’un birleşerek helyum çekirdeği oluşturduğu nükleer füzyon tepkimesidir. Bu tepkimeyi  başlatabilmek için bile 800 milyon Kelvin gibi yüksek sıcaklık gerekir. Döteryum ve trityum tepkimesi sonucunda, bir helyum çekirdeği, enerji ve bir tane serbest nötron oluşur. Oluşan helyum çekirdeğinin proton sayısı 2, nötron sayısı 2, kütle numarası ise 4’tür.

Bir dizi nükleer füzyon tepkimesi ile tüm elementler sıfırdan üretilebilir.

Doğada, nükleer füzyon yıldızlarda gerçekleşir. Güneş bir yıldız olduğu için, Güneş’te enerji üretimi nükleer füzyon ile gerçekleşir. Güneş’in çekirdeğinde, 1 proton ve 1 nötron kaynaşarak döteryumu meydana getirir. Döteryum çekirdeği 1 proton ile kaynaştığında ise gama ışıması gözlenir ve 1 trityum çekirdeği oluşur. 2 trityum çekirdeği kaynaştığında ise 2 proton ve 2 nötronu olan Helyum – 4 çekirdeği meydana gelir, 2 proton serbest kalır ve yüksek miktarda enerji açığa çıkar.

Bilimi gerçek hayat ile bağlantısız bir dizi karmaşık formülden ibaret, anlamsız ve sıkıcı bulmuyor. Çılgın deneyler yapmaya, son derece eğlenceli ve aydınlatıcı deneyimler yaşamaya bayılıyor. Günlük hayatta tanık olduğu doğa olaylarını merak ediyor, düşünüyor, araştırıyor ve bilimin hayatımızdaki yerinin öneminin farkında olmaktan gurur duyuyor.

EN POPÜLER YAZILAR

Copyright © 2017 Haydi Anlat

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert