Çekirdek Kaynaşması Nedir

Bir grup bilim adamının Güneş’teki gibi ‘atom çekirdeğini kaynaştıran’ bir tepkimeyi çok basit bir deneyle gerçekleştirdiklerini açıklaması dünyada heyecan yarattı

ABD’de bir grup bilim adamının, çok zor olan atom çekirdeklerini kaynaştırmayı laboratuvar koşullarında gerçekleştirdiklerini açıklamaları (nükleer füzyon) dünyada büyük heyecan yarattı Böylece sürekli ve ucuz enerji kaynağının yolunun açıldığı da duyuruldu

Atom çekirdeklerini kaynaştırmak, milyonlarca derecelik yüksek sıcaklık ve çok yüksek basınçlı ortamlar gerektirdiği ve bu nedenle çok zor olduğu için, laboratuvar koşullarında böyle bir olayı gerçekleştirmek her zaman ilgi çeker Bu haber ne kadar doğruydu ve gerçekten ucuz ve temiz bir enerji kaynağı bu yolla yaratılabilir miydi?

Güneş’teki olay



En iyi çekirdek kaynaşması, Güneş’in içinde ve diğer yıldızlarda gerçekleşir Güneş’teki gibi sürekli bir enerji kaynağı yaratma, bilim adamlarının sürekli düşüdür Güneş’in dünyamıza kadar gelen ve yerküreye hayat veren enerjisinin kaynağı, Güneş’in içindeki ‘Nükleer fırın’dan çıkar Bu fırında sürekli hidrojen yanar Hidrojen atomları çok yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda birbiriyle kaynaşarak, muazzam ısı ve sıcaklık kaynakları yaratırlar Bu radyoaktif ışınlar uzaydan dünyamıza kadar ulaşır Güneş’teki bu ‘nükleer fırın’ın yanması azalırken, Güneş’in ölüm süreci başlayacak ve çevresine hayat vermeye de son verecek: İşte bu yerküremizin de ölümü olacak

Ancak korkacak bir şey yok, en az beş milyar yıl daha Güneş’teki fırın yanmasını sürdürecek

Nükleer fırın düşü

Peki, Güneşe benzer, çok daha küçük çaplı, denetlenebilir ‘nükleer fırın’lar yeryüzünde gerçekleştirilebilir ve böylece hem ucuza hem temiz hem de neredeyse sonsuz bir enerji kaynağı yaratılabilir ve dünyanın enerji sorunu kesin bir çözüme kavuşturulabilir mi?

Böyle bir nükleer fırının yapımı çok zor Çok yüksek basınçlar ve sıcaklıklar gerekir İşin bu zorluğu, atom çekirdeklerinin kaynaştırılması'nın zorluğundan ileri gelir Bu nedenle bugüne değin kimse sürekli ve güvenilir bir enerji kaynağı olabilecek bir kaynaşma ve plazma oluşturamadı Güneş’teki aşırı sıcaklık koşullarına dayanabilecek malzeme bulunamadığı için bu tür tepkimeler yeryüzünde nükleer reaktörlerde gerçekleştirilemiyor

Çekirdek kaynaşması, atom çekirdeklerinin parçalanmasından çok daha daha zordur İnsanlık atomu parçalayarak atom bombası yapmış, bu parçalanmayı nükleer santrallerde denetim altında gerçekleştirerek de elektrik enerjisi elde etmeyi başarmıştı Güneşteki gibi bir nükleer fırın yapmak, belki de bilimin hep ulaşılmaz bir düşü olacaktır

Soğuk füzyon

Bırakın minik bir nükleer fırında füzyon olayını gerçekleştirmeyi, elektrik vb enerjisi düşü yaratmayacak, laboratuvar ortamında makul ölçülerde bir füzyon reaksiyonunu gerçekleştirmeyi bile bugüne dek kimse başaramadı

Araştırmacılar bu süreci defalarca denediler ve her seferinde başarısız kaldılar

Ancak çekirdek kaynaşması'nın öyle yüksek sıcaklık ve fırınlar gerektirmeden de gerçekleştirilebileceğine ilişkin düşünceler ve deneyler vardır Bunlardan birini 1989 yılında Martin Fleishmann ve Stanley Pons isimli iki bilim adamı yapmış ve deney ‘soğuk füzyon’ (soğuk çekiridek kaynaşması) adıyla üne kavuşmuştu İki bilim adamı böylece ucuz ve sonsuz enerji elde etme çağının başladığını ilan etmişlerdi!

Ancak bu iki bilim adamının deneyi dünyanın hiç bir yerinde tekrarlanamamış, yanlış veya kanıtlanamamış bir deney olarak bilim tarihine geçmişti

Şimdi ne oldu?

Şimdi de çekirdek kaynaşması olayının yine basit bir laboratuvar koşulunda ses dalgalarıyla kolayca gerçekleştirildiği açıklandı Deney, New York'ta, Rensselaer Polytechnic Institute'den nükleer mühendis Richard Lahey ve Tennessee'de Oak Ridge National Laboratory'den nükleer mühendis Rusi Taleyarkhan ve ekibi tarafından yapıldı

Yeni deney, fizikte çökertme denilen bir işleme dayanıyor Bir sıvı içinde yüksek frekanslı ses titreşimiyle oluşturulan kabarcıklar hızla çöktüğünde ışık yayıyor Kabarcıkların patlamasıyla milyon derecenin üzerinde sıcaklıklar ortaya çıkıyor ve yüksek basınç ortamı oluşuyor Bu durum, iki atom çekirdeğinin kaynaşmasına uygun bir ortam yaratıyor


Çekirdek kaynaşması, yukarıda belirttiğimiz gibi yıldızlarda sürekli olarak gerçekleşiyor 10 milyon derecenin üzerine çıkan sıcaklıklarda hidrojenden zengin maddeler yoğunlaşarak plazma oluşturuyor

İki hidrojen çekirdeği kaynaştığında, gerçekte protonlar birleşiyor ve döteron denilen bir parçacık oluşuyor Bu, ağır hidrojen de denilen döteryumun çekirdeği Tepkime yüksek miktarda enerjinin açığa çıkmasını sağlıyor

Araştırmacılar ses ışığını, organik sıvı aseton içinde gerçekleştirdiler

Taleyarkhan'ın ekibi aseton silindirini ses dalgaları bombardımanına tuttu Aynı anda döteryuma dönüştürülmüş aseton yüksek hızda nötronlara da maruz bırakıldı

Nötronlar aseton moleküllerine çarpınca milimetre boyutlarında kabarcıklar meydana geldi Bunlar ses dalgalarının yarattıklarından daha büyüktü

Bu kabarcıkların çöküşü asetonu o denli ısıttı ki döteryum atomları birbirlerine çarpmaya ve birleşmeye başladılar

Bilim adamları deneyde yalnızca ışık değil, asetonun nötron açığa çıkardığını da gördüler Bunlar, iki döteronun kaynaşması sonucu elde edilmesi beklenen nötronlardı Ayrıca, kabarcıkların çökmesinden birkaç saat sonra az miktarda trityum da elde ettiklerini gördüler

Bunlar, kaynaşmanın gerçekleştiğini gösteren kanıtlardı

Yeni deney, bu yolla açığa çıkan enerjinin nükleer kaynaşma sağlayacak bir büyüklüğe ulaşabileceğini düşündürüyor

Peki, acaba sıvı içinde patlayan küçük kabarcıklar, yıldızlarınkine eş bir enerjiye sahip olabilir mi? İşte bu nokta çok tartışmalı ve bazı bilim adamları bu deneyin sadece laboratuvarda kendilerine yetecek miktarda nötron üretiminde kullanılabileceğini belirtiyorlar Ancak işin bu tarafına girmeden önce, ses dalgalarıyla sıvılardan enerji elde edilmesi fikrinin bir öğrenciye ait olduğunu belirtelim