FİSYON VE FÜZYON REAKTÖRLERİ
Reklam

FİSYON VE FÜZYON REAKTÖRLERİ

FİSYON VE FÜZYON REAKTÖRLERİ Füzyon ve fisyon reaktörleri nedir ? Nasıl çalışırlar ? Füzyon ve fisyon reaktörlerinin farkları nelerdir ? Ne gibi avantajları ve dezavantajları vardır ? Eğer füzyon reaktörleri gelecekte çalışmayı başarırsa gezegenimize ne gibi artılar sağlayacak ?

FİSYON VE FÜZYON REAKTÖRLERİ

FİSYON VE FÜZYON REAKTÖRLERİ Füzyon ve fisyon reaktörleri nedir ? Nasıl çalışırlar ? Füzyon ve fisyon reaktörlerinin farkları nelerdir ? Ne gibi avantajları ve dezavantajları vardır ? Eğer füzyon reaktörleri gelecekte çalışmayı başarırsa gezegenimize ne gibi artılar sağlayacak ?

FİSYON VE FÜZYON REAKTÖRLERİ
27 Mart 2021 - 13:22

FİSYON VE FÜZYON REAKTÖRLERİ

Füzyon ve fisyon reaktörleri nedir ? Nasıl çalışırlar ? Füzyon ve fisyon reaktörlerinin farkları nelerdir ? Ne gibi avantajları ve dezavantajları vardır ? Eğer füzyon reaktörleri gelecekte çalışmayı başarırsa gezegenimize ne gibi artılar sağlayacak ?



     Batuhan Onur Saçaklı

 
 
Füzyon reaktörleriyle ilgili en son sansasyon yaratan gelişme, 5 Aralık 2020 tarihinde Çinden geldi, Çin'in Fransa'yla birlikte uzun süredir üzerinde çalıştığı TOKAMAK isimli füzyon reaktörü projeleri vardı. Geçtiğimiz 2 yılda da başarılı bir takım denemeler oldu. Projenin en büyük çalışması da 5 Aralık 2020 tarihinde gerçekleşti ve HL-2M reaktörü başarılı bir şekilde çalıştırıldı. Reaktörün kalbindeki sıcaklık yaklaşık olarak 150 milyon santigrat ( C ) dereceye kadar yükseldi, çok kısa bir süre çalışan reaktör bilim insanlarının tahminleri doğrultusunda güneşin çekirdeğinin 10 katı daha yüksek bir ısıya ulaşmış oldu.
Detaya inmeden önce fisyon ve füzyon nedir kısaca açıklamak isterim ;




Fisyon reaktörler yaklaşık 75-80 yıldır kullandığımız nükleer enerji santrallerinin temel prensibini oluşturmaktadır. Kısaca, fisyon reaksiyonları patlama reaksiyonlarıdır. Hepimizin de aşina olduğu radyoaktif elementler ham madde olarak kullanılır, bu elementler ise Radyum ( Ra ) , Plütonyum ( Pu ) , Uranyum ( U ) , Toryum ( Th ) gibi kararsız tehlikeli elementlerdir çünkü bu elementler çevrelerine çok yüksek miktarda radyoaktif parçacık saçar, bunun nedeni ise Uranyum , Plütonyum gibi elementlerin atomları çok büyük atomlardır ve bu atomlar kendilerini bir arada tutmakta çok zorlanırlar.





Günümüzde de nükleer reaktörlerin çalışma prensipleri bu atomların büyüklüklerinden faydalanarak gerçekleşir, bu atomlar çok ciddi miktarlar da Nötron ( n ) bombardımanına tutularak daha küçük atomlara bölünmesi sağlanır. Bu bölünmenin sonucunda da iki çeşit atom Kripton ( Kr ) ve Baryum ( Ba ) ile birlikte muazzam miktarda enerji açığa çıkar. Bu enerji çıkışı kontrol edilir ise nükleer enerji açığa çıkar fakat kontrol edilemez ya da edilmek istenmez ise Hiroşima ve Nagazaki de bütün dünyanın tanık olduğu atom bombası yani nükleer patlama elde edilir.

Yaklaşık olarak 75-80 yıldır insanlık olarak bu enerjiyi kontrol ediyoruz ve her gün nükleer santrallerde kontrollü olarak fisyon reaksiyonları oluşturuyoruz. Bu çıkan muazzam ısı enerjisi sayesinde de nükleer santrallerde suyu ısıtarak buhar oluşturuyor ve türbinleri bu buhar ile döndürerek evlerimize iş yerlerimize elektrik enerjisi üretiyoruz. Uluslararası Enerji Ajansı ( IEA ) ve ABD Enerji Bilgi İdaresi ( EIA ) 'nin 2008 yılında yapmış olduğu çalışmaya göre Dünyanın 2008 yılındaki enerji tüketimi 142.300 TWh gibi korkunç yükseklikte bir miktar enerji tüketiyoruz, bunu da karşılamak için nükleer enerjiye ihtiyaç duyuyoruz.

Fakat, nükleer santrallerin bir çok problemleri var, Uranyum , Toryum gibi radyoaktif elementlere ihtiyaç var ancak bu elementleri doğada bulmak özellikle de saf halde bulmak neredeyse imkansız, ayrıca bu elementleri işlemek , depolamak ve hatta bu elementleri kullandıktan sonra geriye kalan atıklar bile çok büyük çevresel kirliliğe ve muhafaza etme zorluklarına yol açmaktadır. Kısacası nükleer enerji hem maliyetlidir hem de tehlikelidir, örneğin Chernobyl ve Fukushima.




Füzyon reaksinyon ise fisyon reaksiyonun tam tersidir, yani fisyonda atomları parçalayıp daha küçük atomlar elde ederken, füzyonda küçük atomları birleştirerek daha büyük bir atom elde edilir. Aslında insanlık tarihi boyunca en büyük enerji kaynağımız hep füzyon reaksiyonuydu. Her sabah uyandığımızda gök yüzünde parıl parıl parlayan dünyamıza hayat veren güneş bir füzyon reaktörüdür. Güneş içerisindeki Hidrojen ( H ) elementini çok yüksek basınçta sıkıştırıp onları Helyum ( He ) elementine dönüştürür. Hidrojen ( H ) atomlarını çok yüksek basınçta birbirleriyle kaynaştırınca çok yüksek miktarlarda ısı enerjisi, Helyum ( He ) ve bir miktar da Nötron açığa çıkar.

Füzyon reaksiyonları sonucunda açığa çıkan enerji, fisyon reaksiyonlarında açığa çıkan enerjiden yüzlerce kat fazladır. İnsanlık olarak füzyon enerjisi ile ilk kez 1950'li yıllarda tanıştık, bu tanışmamıza vesile olan İkinci Dünya Savaşındaki "Atom Bombası " ve sonrasında gelen Soğuk Savaş'ın etkisiyle maalesef ki " Termo Nükleer Bomba " ( Hidrojen Bombası ) olarak karşımıza çıktı. Termo nükleer bombalar, atom bombalarından binlerce kat daha güçlüdür, açıklamak gerekirse ; termo nükleer bombanın patlayabilmesi için tetik olarak atom bombası kullanılır, aradaki güç farklı bu denli yüksektir, üstelik evrende en çok bulunan element olan Hidrojen ( H ) elementini yakıt olarak kullanır.

Fakat bu reaksiyonu oluşturmak aslında hiçte kolay değildir. Çünkü füzyon reaksiyonunu başlatmak için
çok yüksek miktarda basınç yani kütle çekim kuvveti gereklidir, örneğin güneşin çekirdeğinde olduğu gibi
ve bizim bu denli yüksek miktardaki kütle çekim kuvvetini yeryüzünde oluşturmak imkansızdır.
Bu aşamada reaksiyonu başlatmak için ufak bir hile yapıyoruz ve ısıyı yükseltiyoruz, yükselen ısıyı belli bir hazne içerisine hapsedip bir plazma ortamı oluşturuyoruz ve bu ortamın içerisindeki Hidrojen ( H )
atomlarını birbirleriyle kaynaştırmaya zorluyoruz. Yıllardır Amerika, Fransa, Almanya, İngiltere, Japonya ve Çin gibi ülkelerin yapmaya çalıştığı reaksiyon milyarlarca yıldır evrenimizdeki yıldızların yaptığı reaksiyonu küçük bir alana ( TOKAMAK ) sıkıştırarak gerçekleştirmeye çalışmak.

TOKAMAK'lar yüzük şeklinde bir yapıya sahip olup içerisi büyük mıknatıslardan oluşan plakalarla kaplı bir yapıya sahiptir, bu yapının tercih edilme sebebi ise bilinen hiçbir kompozit maddenin yada alaşımın bu kadar yüksek ( 150 milyon santigrat derece ) ısıya dayanamayacağından dolayı çok güçlü bir manyetik alan oluşturarak içerisindeki plazmayı ve Hidrojen ( H ) elementini bu alanın içerisine hapsederek çalışmaktır. Tam da bu noktada füzyon reaksiyonuyla alakalı en büyük problemle karşılaşıyoruz, reaktörün içerisindeki plazmayı ya stabil bir şekilde tutamıyoruz ya da bir şekilde plazma içinde hapsolduğu manyetik alandan kaçarak  bütün stabilitesini kaybedip reaksiyon son buluyor.. Füzyon reaktörlerindeki bir diğer problem ise enerji verimliliği, reaktörü çalıştırmak için kullandığımız enerjiden yaklaşık %40-%50 kadar düşük bir enerji elde ediyoruz.

Bu reaktörlerde başı çeken Fransa ve Çin verimliliğini daha da arttırdıklarını ve 2050 ye kadar verimli ve stabil bir füzyon reaktörünü faaliyete sokacaklarını belirtiyorlar. Sadece, Fransa ve Çin'in kullandığı TOKAMAK teknolojisinin yanı sıra, Almanya'nın kullandığı Lazer Füzyon teknolojisi var, bu reaktörde ise donmuş ve mercimek boyutundaki saf Hidrojene ( H ) çok güçlü lazerlerle ateş ediliyor, elbette bu
teknolojide de büyük sorunlar mevcut.

Peki neden füzyon reaktörlerini kullanmalıyız ?
Füzyon reaktörleri hem hammade açısından hem güvenlik açısından hem de çevresel faktörler bakımından fisyon yani nükleer santrallere oranla daha avantajlı, nükleer santrallerdeki gibi radyoaktif ve nadir elementlere ihtiyaç duymaksızın evrendeki en yaygın elementi Hidrojeni ( H ) kullanıyor, ayrıca Helyum
( He ) gibi son derece zararsız bir atık üretir. Nükleer santrallerdeki gibi bir patlama sonucu oluşabilecek bir risk bulunmamaktadır çünkü füzyon reaktörlerinin içerisinde oluşturulmuş ve enerji üretimi sağlayan
300-400 megatonluk enerjiye çıkabilen plazma çevresinde bulunun manyetik alandan kaçarak açığa çıktığı anda stabilitesini kaybederekten kayboluyor, nükleer santrallerdeki gibi ( Chernobyl )kocaman bir şehri tahliye etmekten ziyade bulunduğu reaksiyon odasına zarar verir ve radyasyon sızıntısı gibi bir tehdit oluşturmaz. Sonuç olarak, geleceğin temiz ve en büyük enerji kaynağı stabilite ve verimlilik sorunları aşıldıktan sonra füzyon enerjisi olabilir. Belki de bu şekilde güneşin dünyamızı aydınlattığı gibi bizler de geleceğimizi onu taklit ederekten aydınlatabiliriz.
 
 
 
 
https://www.webtekno.com/cin-yapay-gunes-tokamak-nukleer-fuzyon-reaktoru-h82056.html
https://www.enerjisistemlerimuhendisligi.com/tokamak.html
https://www.iter.org/mach
https://asia.nikkei.com/Spotlight/Caixin/Experimental-nuclear-reactor-powers-China-s-dream-of-limitless-energy
 

YORUMLAR

  • 0 Yorum
İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR x
SEVİL DOLMACI ART GALLERY ve BODRUM LOFT’TAN GÖRKEMLİ DAVET
SEVİL DOLMACI ART GALLERY ve BODRUM LOFT’TAN GÖRKEMLİ DAVET
Egeli ihracatçılardan, “Yeşil Mutabakat Eylem Planı”na tam destek
Egeli ihracatçılardan, “Yeşil Mutabakat Eylem Planı”na tam...