Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Tüm Reklamları Kapat

Füzyon Nedir? Bir Füzyon Reaktörü Yaratmak Neden Bu Kadar Zor?

Füzyon Nedir? Bir Füzyon Reaktörü Yaratmak Neden Bu Kadar Zor?
7 dakika
34,334
Tüm Reklamları Kapat

Milyarlarca yıldan fazla süredir, evrende meydana gelen olayların oluşmasında rol oynayan kütle çekimi kuvvetleri, evrenin ilk dönemlerinin hidrojen bulutlarının büyük yıldız cisimlerine toplanmasına neden oldu. Güneş'in dahil yıldızların aşırı yoğunlaşması ve sıcak olması sonucunda füzyon meydan gelir; ışık olarak gördüğümüz ve ısı olarak hissettiğimiz şey, Güneş'in çekirdeğinde oluşan füzyon reaksiyonların sonucudur. Hidrojen çekirdekleri çarpışır, daha ağır helyum atomlarına dönüşür ve bu süreçte muazzam miktarda enerji açığa çıkarır.

Güneş, diğer yıldızlar gibi, doğal bir füzyon reaktörüdür ve yıldız nükleosentezinin enerji açığa çıkmasıyla daha hafif elementleri daha ağır elementlere dönüştürür.
Güneş, diğer yıldızlar gibi, doğal bir füzyon reaktörüdür ve yıldız nükleosentezinin enerji açığa çıkmasıyla daha hafif elementleri daha ağır elementlere dönüştürür.
Wikiwand

Füzyon, evrendeki yıldızlar için baskın enerji kaynağıdır. Aynı zamanda Dünya'da da potansiyel bir enerji kaynağı olarak görülür. Kasıtlı olarak zincirleme bir kontrollü reaksiyona girdiğinde, hidrojen bombasını çalıştırabilir.

Tüm Reklamları Kapat

Füzyon olmadan, Dünya'da hayat olmazdı. Füzyon yıldızlara güç veren ve Dünya'da yaşamın var olmasını sağlayan doğanın enerjisidir. Son dönemlerde füzyon reaktörleriyle ilgili bazı gelişmeler olsa da, insanlık halen işlevsel bir füzyon reaktöründen çok uzak gözüküyor. Peki ama neden? Uzun vadeli enerji çözümlerine olan kritik ihtiyaç doğrultusunda dünya çapında füzyon laboratuvarları ile iş birliği yapan, doğrudan sürücülü lazer füzyon araştırmalarının lideri olan Rochester Üniversitesi Lazer Enerjisi Laboratuvarı (LLE) yöneticisi Michael Campbell, şu şekilde belirtiyor:

Güneş de dahil olmak üzere tüm yıldızlar füzyondan güç alıyor. Füzyon için buradayız. Ancak füzyon oluşturmak gerçekten zor. (...) Dünya burada olduğu sürece bize güç verecek kadar yeryüzünde füzyon yakıtımız var. Füzyon doğanın enerji üretim biçimidir ve biz, şimdi, bu işi burada, bir laboratuvarda yapmaya çalışıyoruz.

Yıldızlara güç veren aynı kaynak olan yüksek enerji verimi, düşük nükleer atık ve hava kirliliği eksikliği ile füzyon, geleneksel enerji kaynaklarına bir alternatif oluşturabilir. Ama füzyon sürecini yönlendiren nedir?

Tüm Reklamları Kapat

Füzyon Nedir?

Füzyon iki hafif atomun daha ağır bir atom oluşturmak için birbirine bağlandığı veya kaynaştığı zaman meydana gelir. Yeni atomun toplam kütlesi onu oluşturan iki atomdan daha azdır; Albert Einstein'in ünlü E=mc2E=mc^2 denkleminde açıklandığı gibi "kayıp", kütle enerjisi olarak dışarı verilir. Işık hızının karesiyle (c2c^2) çarpılan minik kayıp kütle (mm), bir füzyon reaksiyonu ile oluşturulan ve enerji miktarı anlamına gelen (EE) çok büyük bir sayıyla sonuçlanır.

İki atom çekirdeğinin aynı yüke sahip olmalarına neden olan isteksizliğin üstünden gelebilmeleri için yüksek sıcaklık ve basınçlara ihtiyaç vardır. Sıcaklıklar, Güneş'in çekirdeğinde bulunanın 6 katına ulaşmalıdır. Bu noktada hidrojen artık bir gaz değil, atomların elektronlarından sıyrıldığı son derece yüksek bir madde hali olan plazmadır.

Füzyon, atomları bölen ve tehlikeli miktarda radyoaktif atığa neden olan fisyondan farklıdır. Campbell, "Fisyon ve zıttı olan füzyon, iki farklı noktadır." diyor. Nükleer fisyonda, uranyum gibi büyük ağır bir atomu alınır ve çekirdeğine bir nötron fırlatılır; nötronun bir yükü yoktur; bu nedenle atom çekirdeğine kolayca nüfuz edebilir. Fazladan nötron, atomun parçalandığı ve enerji açığa çıkardığı noktaya kadar atomu kararsız hale getirir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Öte yandan füzyon, hidrojen gibi hafif elementlerin atomlarını bir araya getirmeyi içerir. Her atomun çekirdeği pozitif yüklü olduğundan atomları iten ve onları "kaynaşmaya" yetecek kadar yaklaşmalarını önleyen doğal bir elektriksel kuvvet vardır. Bu nedenle füzyon işlemi, atomların doğal olarak birbirlerini ittikleri kuvvetin üstesinden gelmek için aşırı sıcaklıklar ve basınçlar kullanmalı ve bunun yanında çekirdeklerin bir araya gelip enerji açığa çıkarmalarını sağlamalıdır.

Füzyon Çeşitleri ve Enerjiyi "Pişirmek"

Füzyonu oluşturmak için farklı atom kombinasyonlarına dayanan birkaç "tarif" vardır. Bunlara bir bakış atacak olursak...

Döteryum-Trityum Füzyonu

Bugün Dünya'daki güç için en umut verici kombinasyon, bir döteryum atomunun bir trityum atomuyla birleşmesidir. Yaklaşık 32 milyon °C sıcaklık gerektiren süreç, 17,6 milyon volt enerji üretir. Bu hafif hidrojen atomlarının füzyonu, daha ağır bir element olan helyum ve bir nötron üretir.

Döteryum umut verici bir elementtir; çünkü tek bir proton ve bir nötron içeren, ancak elektron içermeyen bir hidrojen izotopudur. Buna karşılık hidrojen, su bileşiğini oluşturan önemli bir elementtir. 3,8 litre deniz suyu, 1,136 litre benzine eşdeğer derecede enerji üretebilir.

Başka bir hidrojen izotopu olan trityum, bir proton ve iki nötron içerir. 10 yıllık yarılanma ömrü nedeniyle (miktarı, her 10 yılda bir yarıya düşer) büyük miktarlarda bulunması zordur. Doğal olarak bulmaya çalışmak yerine, en güvenilir yöntem, Dünya'nın kabuğunda bulunan bir element olan lityumu, trityum oluşturması için nötronlarla bombalamaktır.

Tüm Reklamları Kapat

Döteryum-Trityum Füzyonu
Döteryum-Trityum Füzyonu
Thorsten Werner Loewenhoff

Döteryum-Döteryum Füzyonu

İki döteryum atomu elde etmenin kolaylığı nedeniyle, teorik olarak döteryum-trityumdan daha umut verici olan bu yöntemdir ama aynı zamanda daha zordur; çünkü şu anda ulaşılamayacak kadar yüksek sıcaklıklar gerektirir. Bununla birlikte bu süreç, döteryum-trityum füzyonundan daha fazla enerji açığa çıkartır.

Döteryum-Döteryum Füzyonu
Döteryum-Döteryum Füzyonu
Fusion Srubar

Yıldızlarda Oluşan Füzyonlar

Yüksek ısıları ve kütleleri ile yıldızlar, doğal yollardan enerji açığa çıkardıkları farklı kombinasyonlar kullanır;

  • Proton-Proton füzyonu: Çekirdek sıcaklıkları 15 milyon °C'nin altında olan Güneş gibi yıldızların baskın enerji kaynağını oluşturan proton-proton füzyonu, iki protonun çarpışmasıyla başlar ve sonuçta pozitronlar, nötrinolar ve gama gibi yüksek enerjili parçacıklar üretir.
  • Karbon Döngüsü: Daha yüksek sıcaklıklara sahip yıldızlar, hidrojen atomları yerine karbonları birleştirir.
  • Üçlü Alfa Süreci: 100 milyon °C'yi aşan sıcaklıkları ile kırmızı devler gibi yıldızlar, hidrojen ve karbon yerine helyum atomlarını bir araya getirir.

Füzyon Nasıl Enerji Üretir?

Atomlar asla dinlenmez; ne kadar sıcak olurlarsa o kadar hızlı hareket ederler. Sıcaklığın 15 milyon °C'ye ulaştığı Güneş'in çekirdeğinde, hidrojen atomları sabit bir çalkalanma halindedir. Çok yüksek hızlarda çarpıştıklarında, çekirdeklerinin pozitif yükleri arasında var olan doğal elektrostatik itme kuvveti aşılır ve atomlar birleşir. Hafif hidrojen atomlarının füzyonu, daha ağır bir element olan helyumu oluşturur.

Güneş her saniye 600 milyon ton hidrojeni helyuma dönüştürerek muazzam miktarda enerji açığa çıkarır. Ancak Güneş gibi devasa yıldızlarda olan gibi büyük bir kütleçekim kuvveti olmadan, Dünya yüzeyinde yapay yollardan füzyona ulaşmak için farklı yaklaşımlar gerekir.

Tüm Reklamları Kapat

Füzyon ve fisyon, 1930'ların sonlarında keşfedildi. Bilim insanları uranyumu nötron bombardımanına tuttular. Elde edilen sonuçların ışığında uzmanlar, birkaç yıl sonra Manhattan Projesi için fisyonla çalışan nükleer reaktörler inşa ettiler. Bundan yaklaşık 10 yıl sonra ilk ticari nükleer reaktörler faaliyete geçti. Bugün hala teorik olan füzyon enerjisi, Güneş gibi yıldızların nasıl bu kadar uzun süre var olduklarını açıklama çabasıyla, verilere bakılarak keşfedildi.

Michael Osadciw

Campbell, füzyonun ABD'deki birincil enerji kaynakları olan kömür, doğal gaz veya nükleer enerjiden daha temiz ve daha güvenilir bir enerji çözümü sunduğunu belirtiyor. Füzyon aşırı basınç ve sıcaklık gerektirdiğinden, bir şeylerin ters gitmesi durumunda aniden sıcaklık kesilirse tamamen durdurulabilen bir süreçtir. Fisyon sürecinde bir hata veya patlama yaşanacak olursa, bu süreçler durdurulmaya çalışılsa bile radyoaktif haldeki uranyum parçalanmaya ve etrafa radyasyon ile enerji saçmaya devam eder.

Bununla birlikte, birçok faydasına rağmen füzyon, enerji elde etmek için çok zor bir kaynaktır. Campbell füzyon sürecinin zorluğu konusunda şu şekilde belirtiyor:

Güneş çok büyük olduğu için füzyon gerçekleştirebiliyor... Biz ise lazerle füzyonu gerçekleştirmeye çalışıyoruz. Reaksiyonu 100 milyon °C'de oluşturmalı ve kontrol etmeliyiz. LLE'deki ve diğer laboratuvarlardaki araştırmacılar her zaman füzyon reaksiyonu gerçekleştiriyorlar; fakat bunu füzyon ile açığa çıkan enerjiden daha fazla enerji kullanarak yapabiliyorlar. Bir sonraki büyük hedef, onu oluşturmak için kullandığımızdan daha fazla enerji üreten bir füzyon reaksiyonu gerçekleştirmektir.

Campbell, füzyonun ne zaman bir güç kaynağı olarak kullanılabileceği konusunda kimsenin belirli bir söz veremeyeceğini belirtiyor, ama aynı zamanda füzyon yoluyla net-pozitif enerji üretiminin yaşam boyunca sağlanabileceğini düşünüyor;

Şu anda hala işe yarar bir reaksiyon üretmeye çalışıyoruz. Kendi ömrümde bunu görme şansım çok yüksek, ama kesinlikle son haliyle tamamlanmış bir füzyon santrali görmeyeceğim. Bununla birlikte bir kez yapıldığında, füzyon nihai enerji kaynağı olacak. Bir daha asla enerji krizi olmayacak.
Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
78
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 42
  • Bilim Budur! 34
  • Umut Verici! 22
  • İnanılmaz 17
  • Muhteşem! 15
  • Tebrikler! 9
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 8
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: University of Rochester | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 03/03/2024 01:53:28 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9793

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Tüm Reklamları Kapat
Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Madde
Görüş
Toplumsal Cinsiyet
Uzay Görevleri
Argüman
Plastik
Element
Akademi
Boyut
Çeviri
Video
Ağız
Moleküler Biyoloji
Elektron
Uzaylı
Hasta
Diş Hekimi
Kertenkele
Anksiyete
Meteor
Normal Doğum
Beslenme Davranışı
Ateş
Hastalık
Fotoğraf
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Youtube
OceanGate Faciasının Ses Kayıtları Yayınlandı!
OceanGate Faciasının Ses Kayıtları Yayınlandı!
Milyon Dolarlık Bahis: Yapay Zeka, Matematikte Liselileri Yenebilir mi?
Milyon Dolarlık Bahis: Yapay Zeka, Matematikte Liselileri Yenebilir mi?
Gerçek Bir Pokemon: Aksolot!
Gerçek Bir Pokemon: Aksolot!
"Domates Gribi" Hastalığı Neyin Nesi?
Bir Odaya Neden Girdiğinizi Neden Unutuyorsunuz?
Bir Odaya Neden Girdiğinizi Neden Unutuyorsunuz?
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
U. o. Rochester, et al. Füzyon Nedir? Bir Füzyon Reaktörü Yaratmak Neden Bu Kadar Zor?. (26 Aralık 2020). Alındığı Tarih: 3 Mart 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/9793
Rochester, U. o., Akın, Y., Bakırcı, Ç. M. (2020, December 26). Füzyon Nedir? Bir Füzyon Reaktörü Yaratmak Neden Bu Kadar Zor?. Evrim Ağacı. Retrieved March 03, 2024. from https://evrimagaci.org/s/9793
U. o. Rochester, et al. “Füzyon Nedir? Bir Füzyon Reaktörü Yaratmak Neden Bu Kadar Zor?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 26 Dec. 2020, https://evrimagaci.org/s/9793.
Rochester, University of. Akın, Yasemin. Bakırcı, Çağrı Mert. “Füzyon Nedir? Bir Füzyon Reaktörü Yaratmak Neden Bu Kadar Zor?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, December 26, 2020. https://evrimagaci.org/s/9793.
ve seni takip ediyor
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close