Bir elementin kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük parçasına atom denilmektedir. 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 yaklaşık elektronlara göre 2000 kat daha ağır olan, artı yüklü proton ve yüksüz nötronlardan oluşmaktadır. Dolayısıyla bu üç parçacık, etrafımızdaki sonsuz çeşitlilikteki maddenin temel yapı taslarıdır. Su 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 adi verilen üç alt parçacikdan oluşmuşlardır.
Molekül: Doğada atomlar genellikle yörüngelerinde bulunan elektronları paylaşarak daha kararlı enerji seviyelerinde bulunmak amacıyla başka atomlarla birlikte bulunurlar. Atomların bir araya gelmesi ile moleküller oluşur. Bir elementte ayni 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 parçacıların kendi aralarında oluşan veya dışardan gelen bir etki sonucunda değişimleri sonucunda çekirdek tepkimeleri oluşur. Çekirdek tepkimesi sonucunda eger proton sayısı değişiyor ise farklı bir elemente ait bir atom oluşmuş olur.
Fisyon (Çekirdek Parçalanmasi): Bir nötronun, uranyum gibi ağır bir element atomunun çekirdeğine çarparak yutulması, bunun sonucunda bu atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki ayrı 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 enerjiler, kimyasal tepkimelere göre yaklaşık milyon kat düzeyinde daha fazladır.
Zincirleme Reaksiyon: Fisyon sonucunda ortaya çıkan nötronların, ortamda bulunan diğer fisyon yapabilen atomların çekirdekleri tarafından yutularak, onları da ayni reaksiyona sokması ve bunun ardışık olarak tekrarlanmasıdır. Kontrolsuz bir zincirleme reaksiyon, çok çok kısa bir süre içinde çok büyük bir enerjinin ortaya çıkmasına neden olur; atom bombasının patlaması bu şekildedir. Nükleer santralılarda ise zincirleme reaksiyon kontrollü bir şekilde yapılır. Bu kontrolün kaybedilerek nükleer yakıtın bir bomba haline dönüşmesi fiziksel olarak olanaksızdır.
NÜKLEER FÜZYON
Bir atom veya molekül, pozitif yüklü çekirdek ve onun çevresinde bulunan negatif yüklü bulutundan oluşur. Elektronların kütlesi atom çekirdeğine göre çak daha hafif olduğundan, pratik olarak atomun veya molekülün tüm kütlesi çekirdeğinde toplanmıştır. En hafif olan hidrojen çekirdeği,elektronun kütlesine göre 1800 kez daha ağırdır. Atom çekirdeği saran elektron sayısına,atomik sayı Z denir. Elektronun yükünü -e ile gösterirsek Ze kadar pozitif yük atom çekirdeğinde bulunur. Dolayısıyla normal koşullarda atomun,elektrik yükü olarak toplam değeri sıfırdır yani nötraldir. Eğer iki atom bir molekül oluşturmak için yan yana gelirlerse, atom çekirdekleri arasındaki mesafe yaklaşık 10 üstü -10 m kadar olur; bu da, bir çekirdeğin kendi büyüklüğünün yüz bin katına yaklaşıktır. Yani atom çekirdeklerinden birini 10cm çapında bir top olarak gözümüzde canlandırırsak, molekülü oluşturan diğer atom çekirdeği yaklaşıklıkla 10km uzakta bulunur. Eğer bu iki atom çekirdeğini yan yana getirebilirsek, yeni bir çekirdek oluşturmuş oluruz. Bu işleme nükleer füzyon adı verilir. Füzyonun önemi, işlem sonunda büyük miktarda enerjinin açıga çıkmasındandır. Hidrojen bombası nükleer füzyona bir örnektir. Dünyamıza yakın nükleer füzyon enerji kaynağı ise güneştir. Güneş, evrende genç sayılacak bir yıldız olup, henüz bünyesindeki hidrojen ve helyumun termonükleer füzyon reaksiyonları sonunda enerji açığa çıkmaktadır. Yıldızların her birine ayrı bir termonükleer reaktör diyebiliriz. Türkiye’nin enerji sorunun çözümünde yeni ve temiz bir kaynağı olarak hidrojen enerjisine yönelmesi gerekmektedir.
Nükleer santraller yüksek teknolojilere dayalı sanayi kuruluşlarıdır ve Türkiye, nasıl bir nükleer reaktör seçeceğine dikkat etmelidir. Hindistan’da 2000 yılında toryumla çalışan yeni nesil nükleer santral devreye girdi. Bilindiği gibi dünyada en zengin toryum yatakları Türkiye’dedir ve Türkiye’de zengin uranyum yatakları yoktur. O halde neden Türkiye’de toryumla çalışan bir nükleer santral yapımı düşünülmüyor? Kaldı ki, toryum, uranyuma göre daha tehlikesiz bir maddedir. Türkiye’deki tenoru düşük olan uranyumun zenginleştirilmesine ilişkin bir alt yapı mevcut değildir. Zenginleştirilmiş uranyumun başka ülkelerden getirilmesinin maliyeti yüksek olacaktır, hem de dışa bağımlılığı artiracaktir.
Dünyanın nükleer santral teknolojisini üreten ülkeler basta olmak üzere, bu teknolojiden vazgeçtiğini görüyoruz.
Aslında nükleer santraller gösterilmeye çalışıldığı kadar ucuz değil. Yapılan araştırmalar nükleer santrallerinin birim yatırım bedelinin, hidroelektrik santrallerinin 2.7 kati olduğunu ortaya koyuyor. Başka ülkelerde nükleer santral yapmak için ihalelere giren ABD 1978’den beri kendi ülkesinde nükleer santral kurmuyor. Almanya 1975 yılı öncesinde programladığı santrallerin hepsini iptal ederken; komşusu Avusturya 1978’de tamamlanan ülkenin tek nükleer santralini referandum sonucu kapatmak zorunda kaldı.

Kaynaklar:
Bilim ve teknik dergisi
Türkiye atom enerjisi kurumu
İnternet siteleri

KONU:FİSYON VE FİZYON ARAŞTIRMASI
|  anasayfa   |  sayfa başı  |   geri  |