Termonükleer Enerji

Termonükleer Enerji - Termonükleer Enerji Nedir - Fizik

Mevcut fosil yakıtlarının (petrol, kömür vs.) önümüzdeki 30-40 yıl içinde tükeneceği beklentisinden hareket edilerek, geleceğin enerji gereksinmesinin yarısına yakın bir kısmının nükleer enerji ile karşılanması umulmaktadır. Nükleer enerjinin ortaya çıkarılması iki temel sürece dayanır. Bunlardan birincisi, günümüzdeki reaktörlerin kullandığı fisyon sürecidir.

Bu sürecin yakıtları uranyum, toryum gibi ender bulunan elemanlar olup, mevcut teknik olanaklarda bir gelişme olmadığı takdirde elde edilebilen miktarın bu gereksinmeyi ancak bir asır mertebesinde bir süre için karşılaması beklenebilir. Zararlı artıkları da göz önüne alınınca, bilim adamlarının çabaları ikinci süreç olan füzyon, ya da başka bir deyişle, termonükleer enerji üzerinde yoğunlaşmaya başlamıştır.

Termonükleer Enerjinin İlkeleri :

Bu enerjinin dayandığı nükleer süreçler şu şekilde gösterilebilir:

D + D =

(T + 1.01 MeV) + (p + 3.03 MeV)
(He3 + 0.82 MeV) + (n + 2.45 MeV)

D + He3 =

(He4 + 3.67 MeV) + (p + 14.67 MeV)

D + T =

(He4 + 3.52 MeV) + (n + 14.06 MeV)

Bu denklemlerin anlamı şöyle açıklanabilir: Deuterium (D) ve tritium (T), hidrojen elema-nının izotoplarıdır. İki deuterium çekirdeği birleştirliebilirse ya 1.01 Mega-elektron volt enerjisinde bir tritium çekirdeği ile 3.03 Mega-elektronvolt enerjisinde bir proton, ya da 0.82 Mega-elektronvoltluk bir helyum çekirdeği ile 2.45 Mega-elektronvoltluk bir nötron oluşur. Diğer iki denklem de buna benzer biçimde açıklanabilir. Bu denklemlerden görüleceği üzere, 3 deuterium çekirdeğiyle yola çıkılırsa, sonunda bir helyum çekirdeği (alfa taneciği bir nötron, bir proton ve toplam olarak 21.61 Mega-elektronvotluk enerji elde edilir. Bu enerji ise, 9.62×10-19 kw-saat olarak ifade edilebilir. Bir gram deuterium’da 3×1023 çekirdek bulunduğuna ve her 3 çekirdek bu kadar enerji verebileceğine göre, 1 gram deuterium yaklaşık olarak 100 Megavat saat enerji üretebilecek demektir, deuterium izotopunun doğal hidrojen içinde % 0.02 oranında bulunduğu anımsanırsa, 1 gram deuterium’un 50 litre sudan elde edilebileceği görülür. Dolayısıyla, okyanuslardaki suyun dünyanın enerji gereksinmesini 70 milyar sene boyunca karşılayabileceği görülür. Yukarıdaki denklemlerle gösterilen tüm reaksiyonların son ürünü. enerjinin yanı sıra. alfa, nötron ve proton tanecikleri olup, bu tanecikler kolaylıkla soğurulablleceklerinden herhangi bir uzun ömürlü, zararlı, radyoaktif artık da oluşturmazlar.