Füzyon Enerjisi Nedir?

Füzyon enerjisi , bu çekirdekleri bir araya getirerek atom çekirdeğindeki partiküller arasındaki bağlardan enerjinin çıkarılmasıdır. En fazla enerjiyi elde etmek için, hidrojen, döteryum, trityum ve helyum gibi hafif elementler ve izotoplar kullanılmalıdır, ancak demirden daha düşük bir atom sayısına sahip olan her element kaynaşarken net enerji üretebilir. Füzyon, fisyonun aksine, enerjinin uranyum veya plütonyum gibi ağır çekirdeği parçalayarak üretildiği işlemdir. Her ikisi de nükleer enerji olarak kabul edilir, ancak fisyon daha kolay ve daha iyi gelişmiştir. Günümüzdeki tüm nükleer santraller fisyon enerjisine dayanarak faaliyet gösteriyor, ancak birçok bilim adamı füzyon enerjisine dayalı bir santralin 2050'den önce geliştirileceğini umuyor.

Hem fisyon enerjisine hem de füzyon enerjisine dayanan nükleer bombalar var. Konvansiyonel A bombaları fisyona dayanırken, H bombaları veya hidrojen bombaları füzyona dayanmaktadır. Füzyon daha verimli bir şekilde maddeyi enerjiye dönüştürür, işlem bir zincir reaksiyonuna kanalize edildiğinde daha fazla ısı ve sıcaklık üretir. Bu nedenle H bombaları A bombalarından daha yüksek verim gösterir, bazı durumlarda ise 5.000 kat daha fazladır. H-bombaları, yaklaşık 20 milyon derece Kelvin olan nükleer füzyon için gereken sıcaklığa ulaşmak için bir fisyon "güçlendirici" kullanıyor. Bir H-bombasında, reaksiyon kütlesinin yaklaşık% 1'i doğrudan enerjiye dönüştürülür.

Füzyon enerjisi, fisyon değil, Güneş'e güç veren ve tüm sıcağını ve ışığını üreten enerjidir. Güneş'in merkezinde, saniyede yaklaşık 4.26 milyon ton hidrojen, 383 yottawatt (3.83 x 10 ²⁶ W) veya saniyede 9.15 x 10 ¹⁰ mega ton üreten enerjiye dönüştürülür. Kulağa çok benziyor ama Güneş'in toplam kütlesini ve hacmini hesaba katan oldukça hafif. Güneş'in çekirdeğindeki enerji üretimi oranı, bir ampul filamentinde gerçekleşen enerji üretiminden bir milyon kat daha zayıf, sadece 0.3 W / m3 (metreküp başına watt). Sadece çekirdek çok büyük olduğundan, yaklaşık 20 Dünya'ya eşdeğer bir çapa sahip olduğundan, toplam enerji üretir.

Birkaç on yıl boyunca, bilim adamları insanın ihtiyaçları için füzyon enerjisinden faydalanmak için çalışıyorlar, ancak yüksek sıcaklıklar ve baskılar yüzünden bu zor. Füzyon enerjisini kullanarak, küçük bilyeli yatağın boyutundaki bir yakıt birimi, benzin bidonu kadar enerji üretebilir. Maalesef, 2008'den itibaren füzyon gücü üretimindeki tüm girişimler ürettiklerinden daha fazla enerji harcadılar. İki temel yaklaşım vardır - bir plazmayı kritik sıcaklığa (manyetik sınırlama füzyonu) sıkıştırmak için manyetik bir alan kullanın veya çok yoğun bir hedefte ateş lazerleri füzyon için kritik eşiği geçerek ısıtırlar (atalet sınırlama füzyonu). Bu yaklaşımların her ikisi de, Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF), atalet hapsi füzyonunu denemeye ve 2010 yılında çevrimiçi hale gelmeye ve Uluslararası Thermonuclear Deneysel Reaktörü (ITER), manyetik sınırlama füzyonunu denemeye ve 2018'de çevrimiçi hale getirmeye başladı.