Fizyon ve Füzyon

Nükleer füzyon ve fizyon, atomları bir arada tutan o inanılmaz “yapıştırıcı” olan güçlü nükleer kuvvetten yararlanan tepkimelerdir.

Fizyon tepkimesi oluşturmak için bir nötronu bir atom çekirdeğine fırlatmak, çekirdeği parçalıyor ve radyoaktif çekirdekleri, nötronları ve enerjiyi salıveriyor.

Füzyon tepkimesindeyse iki veya daha çok çekirdek birleşiyor. Bir araya gelen çekirdekler tek bir ağır çekirdek oluşturuyor ve bu süreçte nötronları ve büyük miktarda enerjiyi açığa çıkarıyor.

Çekirdekleri birleştirmek için çok fazla ısıya ve basınca gereksinim var çünkü pozitif yükler doğal olarak birbirini itiyor.

Peki, bu tepkimeler bu hayranlık uyandıran enerjiyi nasıl üretebiliyor? Bir atomun kütlesi, bileşenlerinin toplamından ibaret değil. Ne ilginçtir ki bir çekirdeğin kütlesinin önemli bir kısmı güçlü nükleer kuvvetten, yani kendisini bir arada tutan yapıştırıcıdan oluşuyor.

Yani füzyon ya da fizyon tepkimesinden önce ve sonra gerek proton gerekse de nötron sayısı aynı kalsa bile, küçük bir miktar atomaltı yapıştırıcı ve dolayısıyla kütle serbest kalıyor.

Hem fizyon hem de füzyon tepkimeleri bu kütleyi, Einstein’ın ünlü E=mc² denklemi uyarınca enerjiye dönüştürüyor. Formüldeki c sabiti ışık hızını gösteriyor, o yüzden de c² çok büyük bir etkiye sahip!

Bir başka deyişle, çok küçük bir kütle bile akıllara durgunluk verecek miktarda enerji üretebiliyor.

Tepkime Özeti

Nükleer Fizyon

1. Tanım: Bir atom çekirdeğinin kendisini oluşturan daha küçük bileşenlere ayrılması.
2. Görülme sıklığı: Doğada ender; çoğu zaman nükleer güç santrallerinde gerçekleşiyor.
3. Şartları: Yeteri kadar fizyon materyali ve yüksek güçlü bir nötron.
4. Ürünleri: Nötronlar, radyoaktif çekirdekler ve enerji.
5. Enerji gereksinimi: Az. Çekirdeğe nötron fırlatacak kadarı yeterli.
6. Açığa çıkan enerji: Aynı kütledeki kömürün sağladığının 100 milyon katından daha fazla enerji.

Nükleer Füzyon

1. Tanım: İki ya da daha fazla atom çekirdeğinin tek bir ağır çekirdek oluşturmak üzere birleşmesi.
2. Görülme sıklığı: Yıldızların kalbinde gerçekleşiyor.
3. Şartları: Son derece yüksek sıcaklık ve basınç.
4. Ürünleri: Ağır çekirdekler, nötronlar ve enerji.
5. Enerji gereksinimi: Çok fazla. Çekirdeklerin birbirini itme gücünü yenecek kadar.
6. Açığa çıkan enerji: Fizyon tepkimesinde açığa çıkanın 3 ila 4 katı.

Atom Düzeyinde…

Nükleer tepkimeleri mercek altına alıp nasıl enerji ürettiğini gösteriyoruz.