Nükleer Füzyon Nedir ve Nasıl Oluşur?


Antik çağlarda astronomlar Güneş’in bir ateş topu olduğunu düşünürdü. Fakat şimdiki astronomlar yıldızların çekirdeklerinde süren, çok büyük bir enerjinin ortaya çıkmasına sebep olan bir nükleer füzyon sürecinin var olduğunu biliyorlar. Öyleyse yıldızlarda nükleer füzyon yaratmak için gerekli şartlara ve birkaç farklı füzyon çeşitlerine bakalım.

Bir yıldızın çekirdeği yoğun bir ortama sahiptir. Basınç muazzam derecededir. Sıcaklık ise 15 milyon dereceden daha fazla olabilir. Bu durum tam da nükleer füzyonun başlaması için gereken bir koşuldur. Bu şartlar bir defa yıldızın çekirdeğinde meydana geldiği zaman, yani gerekli ısı ve basınç oluştuğu takdirde hidrojen atomları helyum atomlarıyla birleşerek nükleer füzyon oluşturmaya başlar.

Hidrojen izotopları Döteryum ve Trityumun birleşerek Helyum oluşturmaları. Bu süreç sonunda bir de nötron açığa çıkar.
Resim:
https://www.donanimhaber.com/alternatif-enerji/haberleri/Nukleer-fuzyona-dogru-adim-adim-Sinirsiz-enerji-artik-daha-yakin.htm

Bu süreci tamamlamak için ise 2 hidrojen atomu birbiriyle kaynaşarak bir döteryum atomuna dönüşür. Sonrasında döteryum atomu başka bir hidrojen atomuyla birleşerek hafif bir helyum izotopu oluşturur.(3He)  Son olarak iki tane helyum-3 atomu bir helyum-4 atomu oluşturmak için bir araya gelir. Tüm bu süreç çevreye büyük bir ısı verici özelliğe sahiptir. Bu nedenle gama ışını formunda muazzam bir enerji açığa çıkar. Bu gama ışınları yıldızın içinde yüzeye çıkana kadar, sürekli atomlar tarafından emilip, sonrasında tekrar yansıtılarak uzun ve ‘meşakkatli’ bir yolculuk yapmak zorundadır. Bu şekilde gama ışınlarının enerjisi, yıldızın(veya Güneş’in) yüzeyinden gözle görünür ışık olarak bize yansır.

Tüm bu bahsettiğimiz süreç proton-proton zinciri olarak bilinir. Sadece Güneş’imizin kütlesine sahip veya ona yakın kütleli yıldızlarda proton-proton tepkimesi gerçekleşir. Eğer bir yıldız Güneş’in 1.5 katı kütlesinden daha fazla kütleye sahipse, “CNO” denilen yani karbon-nitrojen-oksijen şeklinde çekirdekte farklı bir tepkime süreci başlatır. Bu süreçte 4 proton, katalizör olarak oksijeni, nitrojeni ve karbonu kullanarak füzyona uğrar.

Yıldızlar, çekirdeğinde hidrojen yakıtına sahip olduğu sürece enerji yayarlar. Hidrojen tükendiği zaman füzyon tepkimeleri durur ve yıldız küçülmeye ve soğumaya başlar. Bunun sonucunda bazı yıldızlar sadece beyaz cüceye dönerlerken daha büyük yıldızlar helyumu ve hatta daha ağır elementleri kullanarak füzyonu devam ettirecektir.


Çeviri: Universe Today

Ana Görsel: Khosann 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir