Atom: Bir elementin kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük parçasına atom denir. Evrende bilinen bütün maddeler (kozmik madde, yüksek enerjili madde ve anti madde hariç), pozitif yüklü bir çekirdek ve etrafında dönen negatif yüklü elektronlardan oluşan yaklaşık 100 farklı atomdan meydana gelmektedirler. Atomun çekirdeği ise nükleon olarak adlandırılan ve elektronlara göre yaklaşık 2000 kat daha ağır olan, artı yüklü proton ve yüksüz nötronlardan oluşmaktadır. Dolayısıyla bu üç parçacık, etrafımızdaki sonsuz çeşitlilikteki maddenin temel yapı taşlarıdır. Şu andaki bilgilerimize göre elektronlar, kendilerini oluşturan alt parçacıklar olmadığından temel parçacık olarak kabul edilirler. Nükleonlar ise, elektronun “-1” yüklü olduğu varsayıldığında, “+2/3” veya “-1/3” elektrik yükünde olan “quark” adı verilen üç alt parçacıktan oluşmuşlardır.

Molekül: Doğada atomlar genellikle daha kararlı enerji seviyelerinde bulunmak amacıyla yörüngelerinde bulunan elektronları başka atomlarla paylaşırlar. Atomların bir araya gelmesi ile moleküller oluşur. Bir elementte aynı cins atomlar tek olarak veya moleküller halinde bir aradadır.

Kimyasal Tepkime: İki veya daha fazla sayıda madde bir araya geldiğinde, moleküllerdeki atomların aralarında yeniden düzenlenmesine kimyasal tepkime denir. Bu sırada elektronların paylaşılması da değişir. Kimyasal tepkimelerin bir özelliği, ilgili atomların çekirdeklerinde bulunan parçacık sayısının tepkime sırasında değişmemesidir.

Çekirdek Tepkimesi: Kimyasal reaksiyonların aksine atomların çekirdeklerinde bulunan parçacıkların kendi aralarında veya dışardan gelen bir etki ile değişimleri sonucunda çekirdek tepkimeleri oluşur. Çekirdek tepkimesi sonucunda eğer proton sayısı değişiyor ise farklı bir elemente ait bir atom oluşmuş olur.

Fisyon (Çekirdek Parçalanması): Fisyon bir nötronun, uranyum gibi ağır bir element atomunun çekirdeğine çarparak yutulması, bunun sonucunda bu atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki veya daha fazla farklı çekirdeğe bölünmesi reaksiyonudur. Dolayısıyla Fisyon, bir çekirdek tepkimesidir. Parçalanma sonucunda ortaya çıkan atomlara fisyon ürünleri denir. Bunların bazıları radyoaktiftir. Bir nötron yutulması ile başlayan fisyon tepkimesi sonucunda, büyük miktarda enerji ile birlikte, birden fazla nötron ortaya çıkar. Çekirdek tepkimeleri sonucunda açığa çıkan enerji, kimyasal tepkimelere göre yaklaşık bir milyon kat düzeyinde daha fazladır.

Zincirleme Reaksiyon: Fisyon sonucunda ortaya çıkan nötronların, ortamda bulunan diğer fisyon yapabilen atom çekirdekleri tarafından yutularak, onları da aynı reaksiyona sokması ve bunun ardışık olarak tekrarlanmasıdır. Kontrolsüz bir zincirleme reaksiyon, çok kısa bir süre içinde çok büyük bir enerjinin ortaya çıkmasına neden olur. Atom bombasının patlaması bu şekildedir. Nükleer santrallerde ise zincirleme reaksiyon kontrollü bir şekilde yapılır. Bu kontrolün kaybedilerek nükleer yakıtın bir bomba haline dönüşmesi fiziksel olarak olanaksızdır.

Füzyon (Çekirdek Birleşmesi): Hafif radyoaktif atom çekirdeklerinin birleşerek daha ağır atom çekirdeklerini meydana getirmesi olayıdır. Füzyon tepkimesinde ortaya çıkan sıcaklık çok daha büyüktür. Güneşteki tepkimeler bu gruba girer.

The post Atom, Fisyon, Füzyon, Zincirleme Tepkime (Reaksiyon) Nedir? appeared first on TechWorm.

Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein‘a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir.

Nükleer reaktörlerde fisyon reaksiyonu ile edilen enerji elektriğe çevrilir. Güneşteki reaksiyonlar ise füzyon reaksiyonudur. Bu reaksiyonun yarattığı sıcaklık fisyon reaksiyonundakinden çok daha fazladır (birkaç milyon derece santigrat). Bu yüzden bu sıcaklığı kontrol edebilecek bir füzyon reaktörü henüz kurulamamıştır.

Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur:

• Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu.
• Fisyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması.
• Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir.

Ağır radyoaktif maddelerin, dışarıdan nötron bombardımanına tutularak daha küçük atomlara parçalanması olayına fisyon, hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları meydana getirdiği nükleer tepkimelere ise füzyon tepkimesi denir. Füzyon tepkimeleriyle fisyon tepkimelerinden daha fazla enerji elde edilir. Güneş patlamaları füzyon’a, nükleer santrallerde kullanılan tepkimeler, atom bombası teknolojisi gibi faaliyetler de fisyona örnek olarak gösterilebilir.

Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yan yana durması ve karanlıkta yayılan radyoaktif ışınların fark edilmesi ile keşfedilmiştir.

The post Nükleer Enerji Nedir? appeared first on TechWorm.

Nükleer Fisyon: Nükleer fisyon bir atomun çekirdeği iki veya daha fazla küçük çekirdeğe bölündüğünde gerçekleşir. Bu küçük çekirdeklere fisyon ürünleri denir. Genellikle parçacıklar (örneğin, nötronlar, fotonlar, alfa parçacıkları) salınır. Bu işlem fisyon ürünlerinin kinetik enerjisini gama radyasyonu şeklinde serbest bırakan bir ekzotermik işlemdir. Enerjinin serbest bırakılmasının nedeni, fisyon ürünlerinin ana çekirdekten daha kararlı (daha az enerjik) olmasıdır. Bir elementin protonlarının sayısının değiştirilmesi esas olarak elementi birinden diğerine değiştirdiği için bir fisyon elementlerin dönüşümü olarak düşünülebilir. Nükleer fisyon, radyoaktif izotopların çürümesi gibi doğal olarak meydana gelebilir veya bir reaktörde veya silahta yapay olarak gerçekleştirilebilir.

Nükleer Füzyon: Nükleer füzyon, atom çekirdeğinin daha ağır çekirdekler oluşturmak üzere bir araya getirildiği bir işlemdir. Son derece yüksek sıcaklıklar (1.5 x 10⁷°C civarında) çekirdekleri bir araya zorlar ve güçlü nükleer kuvvet onları bağlar. Füzyon oluştuğunda büyük miktarda enerji açığa çıkar. Enerjinin hem atomlar ayrıldığında hem de birleştiğinde serbest bırakılması mantıksız görünebilir. Enerjinin füzyondan serbest bırakılmasının nedeni iki atomun tek bir atomdan daha fazla enerjiye sahip olmasıdır. Protonları, aralarındaki geri tepmenin üstesinden gelecek şekilde yakınlaşmaya zorlamak çok fazla enerji gerektirir. Ancak bir noktada onları bağlayan güçlü kuvvet, elektriksel tepmenin üstesinden gelir.

Çekirdekler birleştirildiğinde fazla kalan enerji açığa çıkar. Fisyon gibi nükleer füzyon da bir elementi diğerine dönüştürebilir. Örneğin, yıldızlardaki hidrojen çekirdeği elementleri birleşerek helyum oluşturur. Füzyon, atom çekirdeğini periyodik tablodaki en yeni elemanları oluşturmaya zorlamak için de kullanılır. Füzyon doğada meydana gelir, ancak Dünya’da değil yıldızlardadır. Yeryüzündeki füzyon sadece laboratuvarlarda ve silahlarda gerçekleşir.

Fisyon ile Füzyon Arasındaki Fark

Hem fisyon hem de füzyon muazzam miktarda enerji açığa çıkarır. Nükleer bombalarda hem fisyon hem de füzyon reaksiyonları meydana gelebilir. Öyleyse fisyon ve füzyon arasındaki fark nedir?

– Fisyon atom çekirdeğini daha küçük parçalara böler. Başlangıç ​​elemanları, fisyon ürünlerinden daha yüksek bir atom numarasına sahiptir. Örneğin uranyum, stronsiyum ve kripton üretmek için parçalanabilir.

– Füzyon atom çekirdeğini bir araya getirir. Oluşan element başlangıçtaki ​​materyalden daha fazla nötron veya protona sahiptir. Örneğin iki hidrojen, helyum oluşturmak için kaynaşabilir.

– Fisyon, Dünya üzerinde doğal olarak meydana gelir. Bir örnek, yeterince küçük bir hacimde yeterli miktarda uranyum (nadiren) bulunması durumunda ortaya çıkan kendiliğinden oluşan uranyum fisyonudur. Öte yandan füzyon Dünya’da doğal olarak oluşmaz. Füzyon yıldızlarda oluşur.

The post Fisyon ve Füzyon Arasındaki Fark appeared first on TechWorm.

Bu işlemle oluşturulabilecek en ağır element demirdir. Reaksiyona giren çekirdekler -atom numarası 1 olan hidrojen veya izotopları deuterium ve tritium gibi- düşük atom numarasına ait elementlerde ortaya çok büyük miktarda enerji çıkar. Nükleer füzyonun bu devasa enerji potansiyelinden ilk olarak, II. Dünya Savaşı‘nı takip eden yıllarda, hidrojen bombası olarak da bilinen termonükleer silahların üretiminde istifade edilmiştir.

Füzyon tepkimeleri Güneş’te her an doğal olarak gerçekleşmektedir. Güneş’ten gelen ışık, hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşmesi ve bu dönüşüm sırasında kütle kaybı karşılığı enerjinin ortaya çıkması sayesinde meydana gelmektedir. Kütle kaybının karşılığı enerjinin büyüklüğü Einstein’in ünlü E = mc² formülüyle rahatlıkla hesaplanabilir.

Füzyondan Enerji Kaynağı Olarak Yararlanılması

Füzyon sonucunda açığa çıkan bağlanma enerjisini kullanmaktır. Ama bunu denetim altında oluşturmak oldukça zor bir iştir. Çünkü çekirdekler pozitif elektrik yükü taşır ve birbirlerine yaklaştırmak istenildiğinde çok şiddetli bir şekilde birbirlerini iterler. Bunların kaynaşmasını sağlamak için aralarındaki itme kuvvetini yenebilecek büyüklükte bir kuvvetin kullanılması gerekmektedir. Gereken bu kinetik enerji, 20-30 milyon derecelik bir sıcaklığa eşdeğerdir. Bu olağanüstü bir sıcaklıktır ve kaynaşma tepkimesine girecek maddeyi taşıyacak hiçbir katı malzeme bu sıcaklığa dayanamaz. Fisyondan farklı olarak; çekirdeklerin birleşmesi olayına füzyon denir. Fisyona oranla füzyon başına daha az, küçük ve hafif olduklarından; hafif bir çekirdeğin füzyonu, aynı kütlede ağır çekirdeğin parçalanmasından çok daha fazla enerji açığa çıkar. Dengelenmediği takdirde açığa çıkan enerji patlama noktasına kadar hızla yükselir ve ardından nükleer bir patlama meydana gelir.

Füzyon Reaksiyonları

Bir füzyon reaksiyonundan öngörülen enerjinin elde edilmesi için;

• Reaksiyon düşük sıcaklıkta oluşmalıdır.
• Yüksek enerji açığa çıkmalıdır.
• Büyük bir tesir kesitine sahip olmalıdır.
• Tepkimeye girecek olan maddeler kolayca bulunabilmelidir
• Plazmanın yeniden ısıtılması için yüklü parçacıklar elde edilmelidir.
• Farklı etkileşmeleri önlemek için enerjisi yüksek olan nötronlar açığa çıkmamalıdır.

The post Nükleer Füzyon Nedir? appeared first on TechWorm.

Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur:

• Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu.
• Fisyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması.

Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir.

Ağır radyoaktif maddelerin, dışarıdan nötron bombardımanına tutularak daha küçük atomlara parçalanması olayına fisyon tepkimesi, hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları meydana getirdiği nükleer tepkimelere ise füzyon tepkimesi denir. Füzyon tepkimeleriyle fisyon tepkimelerinden daha fazla enerji elde edilir. Güneş patlamaları füzyon’a, nükleer santrallerde kullanılan tepkimeler, atom bombası teknolojisi gibi faaliyetler de fisyona örnek olarak gösterilebilir.

Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yan yana durması ve karanlıkta yayılan radyoaktif ışınların fark edilmesi ile keşfedilmiştir.

Bir nükleer santral kurmak için zenginleştirilmiş uranyuma ihtiyaç vardır. Uranyumun fisyon tepkimesine girerek bölünmesi sonucunda açığa çok yüksek miktarda enerji çıkar. Bu bölünme için, nötronlar yüksek bir hızla uranyum elementinin çekirdeğine çarpar. Bu çarpışma çekirdeğin kararsız hale geçmesine ve sonrasında büyük bir enerji açığa çıkartan fisyon tepkimesine neden olur. Gerçekleşen tetikleyici ilk fisyon tepkimesi sonucunda ortama nötronlar yayılır. Bu nötronlar diğer uranyum çekirdeklerine çarparak fisyonu elementin her atom çekirdeğinde gerçekleştirene kadar devam eder. Ortaya çıkan enerji kontrol edilmediği takdirde ölümcül boyutlardadır. Kontrol etmek için reaktörlerde fazla nötronları tutan ve tepkimeye girmesini engelleyen üniteler vardır. Bu sayede kontrollü bir fisyon tepkimesi zinciri sağlanır.

Nükleer santralin iç yapısına baktığımızda, uranyumun fisyon tepkimesine girmesiyle oluşan enerji su buharının çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılmasını sağlar. Yüksek sıcaklıktaki bu buhar, elektrik jeneratörüne bağlı olan türbinlere verilir. Türbin kanatçıklarına çarpan yüksek enerjili buhar, bilinen şekilde türbin şaftını çevirir ve jeneratörün elektrik enerjisi üretmesi sağlanır. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcıya gider ve su haline geldikten sonra tekrar bölünme ile açığa çıkan enerji ile ısıtılıp buhar haline getirilir ve döngü devam eder.

The post Nükleer Enerji (Füzyon ve Fisyon) Nedir? Nükleer Enerji Nasıl Elde Edilir? appeared first on TechWorm.