özel dosyalar
Genel fizik konuları
Termo nükleer reaksiyonlar ve plazma fiziği | Termo nükleer reaksiyonlar ve plazma fiziği |
|
|
|
| Yazar fizik | |
| Cuma, 05 Ekim 2007 | |
İçinde
bütün hayatî faaliyetlerin meydana geldiği, canlıların yapı taşları olan
hücrelerdeki "protoplazma" ile bir maddenin esasını, özünü ve
programını taşıyan atomlarının dördüncü hali olarak adlandırılan
"plazma" arasında benzetme kurulabilir.
Bilindiği
üzere atom, basit olarak, merkezde oldukça yoğun bir çekirdek ve çekirdeğin
etrafında bir bulut halinde elektronlardan ibarettir. Çekirdek pozitif yüklü
protonlar ve yüksüz nötronlardan ibarettir.
Fizikî
manada plazma, "içerisinde iyonlaşmış atom, elektron, nötral atom (veya
molekül), uyarılmış atom ve foton ihtiva eden bir karışım" olarak tarif
edilmiştir (1). Teneffüs ettiğimiz hava dahil, bütün gazlar daimi bir miktar
iyonlaşmış atom ve serbest elektron İhtiva etseler bile, plazma bunlardan çok
farklıdır. Plazma içerisinde atomlar uyarılmış durumdadır ve aralarında devamlı
bir elektron mübadelesi olmaktadır. Plazmayı oluşturan bu parçacıklar
gelişigüzel hareketleri esnasında devamlı çarpışırlar, bu arada foton
neşredilir ve plazma ışıldar. Ark lambasına benzeyen basit bir düzenekle elde
edilebilen yüksek sıcaklığa (yaklaşık 6.000 °C) sahip plazma ile, alışılagelen
metodlarla başarılamayan birçok iş kolayca gerçekleştirilebilir. Meselâ, 15 mm.
kalınlığındaki paslanmaz çelik levha kolayca kesilebilir veya kaynağı
yapılabilir; ancak yüksek sıcaklıkta ergiyen tungsten gibi maddeler
ergitilebilir, elmas uçlu matkaplardan daha hızlı şekilde sert kayalar
delinebilir. Küçücük bir böceği insana ipek libaslar giymeye, zehirli bir arıyı
taamların en güzelini sunmaya vesile eden Sonsuz Kudret Sahibi, küçücük atom,
molekül, iyon gibi maddeler vasıtasıyla da, insanın aciz kaldığı sahalarda
İmdadına yetişmektedir.
Güneşin
bitmez-tükenmez enerji kaynağı, özellikle son yüzyılda astrofizikçilerin daha
çok alâkasını çekmeye başladı. İncelemeler neticesinde güneşimizin, kütle
enerji denklemine göre (E= mc²) her saniye kütlesinden 4 milyon ton kadarını
enerji olarak etrafına verdiği ortaya konmuştur (2). Milyonlarca senedir, her
saniye kütlesinden 4 milyon ton kadarını kaybettiği halde sadece dünyamıza
gelen ısı ve ışık miktarında herhangi bir değişmenin olmaması, herşeyi yalnızca
fizik, kimya ve diğer beşerî bilimlerle izah etmeye alışmış, idrâk özürlü bilim
adamlarına şiddetli bir tokattır aslında. Her enerji kaynağının şiddetinin
gittikçe azalması ve nihayet faaliyetin son bulması mukadder iken, nasıl oluyor
da böyle bir bitmez-tükenmez ısı ve ışık kaynağının arkasında bir Kudret
Eli'nin varlığı gözardı edilir.
Güneşin
enerji kaynağının sırrı, çekirdek birleşme reaksiyonları (füzyon veya termonükleer
reaksiyonlar) ile izah edilmektedir. Bu reaksiyonlarda temel madde hidrojen,
reaksiyon mahsülü ise helyum, nötron ve proton tanecikleridir. Bu Termonükleer
reaksiyonlar neticesi hidrojen, kilogramı başına 117,5 milyon Kwh enerji
vermekte ama bu müthiş enerjiyi çevresine hediye ederken, dünyada yapılanın
aksine, uzun ömürlü-zararlı radyoaktif artık bırakmamaktadır.
Güneşte
ve diğer yıldızlarda meydana gelen termonükleer reaksiyonlar ve bunların nasıl
meydana geldiği ve nasıl devam ettiği sorularının cevabı, bu reaksiyonların
dünyada gerçekleştirilebilmesi için gerekli bilgilere de ışık tutmaktadır. Atom
çekirdeğinde bulunan artı (+) yüklü protonlar, birbirlerini iterler; buna
Coulomb itme Kuvveti denir (3). Bunun yanısıra, çekirdekte, Coulomb itme kuvvetlerine
karşı protonları birarada tutan nükleer kuvvetler vardır. Yüksek sıcaklıkta
atom çekirdekleri, kazandıkları kinetik enerji ile, itme kuvvetlerini yenerek,
çarpışma yolu ile birleşebilirler. İki, pozitif yüklü döteryum çekirdeğini,
aralarındaki elektrostatik itme kuvvetine rağmen birleştirebilmek için, bu
çekirdeklere yaklaşık 10.000'e (elektron-volt) mertebesinde bir enerji vermek
gerekir. Bu da, bu çekirdeklerin yaklaşık 100 milyon dereceye kadar
ısıtılmalarını gerektirir.
Döteryum
gazı, 150.000 °C dolayında tamamen iyonize olur, bütün elektronlarını kaybeder.
Maddenin iyonize olmuş bu haline, (yazının başında belirtildiği gibi},
"plazma" denir. Ancak, istenen termonükleer reaksiyonun
gerçekleşebilmesi için daha yüksek sıcaklığa çıkılması gerekmektedir. Alışıla
gelenin çok üzerinde bir sıcaklığa sahip plâzma, acaba neyin içerisinde ve
nasıl muhafaza edilebilecektir.
Bu
problemi çözmek için çeşitli reaktör tipleri geliştirilmiştir. Bunlardan biri
"manyetik tor"dur. Bu reaktör, basitçe ifade edilirse, halka şeklinde
borudan ibarettir. Boru üzerine sarılmış olan bobinden geçirilen akım vasıtası
ile, cidarlara değmeyen bir manyetik alan oluşturulur. Ve bu manyetik alan
yardımı ile çok yüksek sıcaklıktaki plâzmanın, soğuk cidarlara değmesi önlenir.
Başlangıçta boru içine alçak basınçta döteryum gazı doldurulmuştur; iyonize
edilerek iletken hâle getirilen döteryum gazı, (iletken bir halka olarak) bir
transformatörün sekonder sarımını teşkil eder. Transformatörün primer devresine
akım verildiğinde, tek sarımlık sekonderi teşkil eden döteryum gazından çok
yüksek, yaklaşık 7 milyon Amper, akım geçer. İçinden geçen bu yüksek akım
sebebiyle döteryum plâzması, çok yüksek sıcaklıklara ısıtılabilir.
Prensibleri
yukarıda izah edilen "Stelleratör" ve "Tokamak" denilen reaktörlerin
kendilerinden beklenen hedefe varabilmeleri için, henüz bazı engeller
aşılamamıştır. Bunlar, gaz akımındaki kararsızlıklardan oluşan bozulmalar ve
plâzmanın ısındıkça direncinin düşmesidir (4). Ancak hedef şimdilik
oldukça uzak olsa da, tekniğin gelişmesi ile bu problemler de çözülebilecektir;
yeter ki insanlık, kendisine sunulan, lütfedilen bu güzel ve güçlü nimeti
insanlığın hakkı, hukuku içerisinde faydası için kullansın.
İnsanları
ve canlıları yok etme gayesi ile de kullanılması mümkün olan bu müthiş
enerjinin, insanlık için, hayırlı maksatlarla kullanılması ise ancak ve ancak
geleceğin kutlu mimarları tarafından gerçekleştirilecektir.
DİPNOTLAR:
1. Mierdel G. 'Was ist plasma?" Aulis Verlag Deubner Und
Co. KG. Köln-1974.
2. Ilgım. B. "Kısa Atom Bilgisi" Teknik Okulu
Yayınları No. 751966-İstanbul.
3. Coulomb, Charles Augustin de: 1736-1806 Fransız
Fizikçisi, (man. ve elektrostatiğin temel kanunlarını keşfetmiştir).
4. Doç.Dr. O. Demokan "Termonükleer Enerji" Bilim ve Teknik Dergisi sayı: 186. fizik.bizden alınmıştır |
|
| Son Güncelleme ( Salı, 09 Ekim 2007 ) |
| < Önceki | Sonraki > |
|---|
| ana |
| sözlük |
| özel dosyalar |
| lise1 |
| lise2 |
| lise3 |
| Video fizik |
| Blog |
| üniversite |