Nükleer Enerji Nedir? Nükleer Enerji Nasıl Meydana Gelir? Nasıl Oluşur?

Atom çekirdeğinden elde edilen enerjiye nükleer enerji denir.

1939 yılında bilim adamları, radyoaktif element olan uranyumu nötronlarla bombardıman ederek daha küçük kütleli farklı iki çekirdeğe bölmeyi başardılar. Bu bölünme sırasında kütle kaybından dolayı çok büyük enerjinin açığa çıktığı görüldü. Bu enerjiye nükleer enerji denir. Nükleer enerji iki yolla elde edilebilir. Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein' a ait olan E=mc² (E: Enerji, m: kütle, c: Işığın sabit hızı) formülü ile ilişkilidir. Bununla beraber, kütle - enerji denklemi, tepkimenin nasıl oluştuğunu açıklamaz, bunu daha doğru olarak nükleer kuvvetler yapar. Nükleer enerjiyi zorlanmış olarak ortaya çıkarmak ve diğer enerji tiplerine dönüştürmek için nükleer reaktörler kullanılır. Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yanyana durması ve karanlıkta yayılan X-Ray ışınlarının farkedilmesi ile keşfedilmiştir. Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur: 1. Fisyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması. 2. Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu. 3. Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir.

Fisyon (Çekirdek bölünmesi)

Ağır bir çekirdeğin nötron ile bombardıman edilerek birbirine yakın kütleli iki kararsız çekirdek ve birkaç nötrona ayrışması olayıdır. Bu olay sırasında bir miktar kütle enerjiye dönüşür. Atom bombası ve nükleer santrallerdeki enerji fisyon yoluyla elde edilir. Fisyonda yakıt olarak uranyum-235, uranyum-238, uranyum-239 ve plütonyum elementleri kullanılır. Fisyon, çekirdek fiziğinde Kararlılığı az ve büyük olan çekirdeklerin kararlı küçük çekirdeklere dönüşmesi. Bu olayda büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bölünme tepkimeleri atom bombalarının yapımında ve nükleer santrallerde enerji üretiminde kullanılır. Nükleer santrallerde oluşan tepkime ile atom bombasında oluşan tepkime aynıdır. Ancak nükleer santralde tepkime yavaşlatılarak kontrol altında tutulur.

Füzyon

Nükleer kaynaşma (füzyon), parçalanmanın tersine çok hafif iki çekirdeği birleştirerek daha ağır bir çekirdek oluşturmak ve bu şekilde açığa çıkan bağ 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 (hareket enerjisi), 20-30 milyon derecelik bir sıcaklığa eşdeğerdir.46 Bu olağanüstü bir sıcaklıktır ve kaynaşma tepkimesine girecek maddeyi taşıyacak hiçbir katı malzeme bu sıcaklığa dayanamaz. Yani bu birleşmeyi gerçekleştirecek bir düzenek yeryüzünde yoktur. Küçük atomların kaynaştırılarak daha büyük atomların elde edildiği tepkimelerdir. Yüksek sıcaklıkta gerçekleşen bu tepkimelerde madde katı, sıvı, gaz hâli dışında yeni bir hâl alır. Buna plâzma hâli denir. Füzyondan elde edilen enerji çok büyük olup kontrol altına alınamadığı için yararlanılamamaktadır. Bu enerjiden yararlanabilmek için soğuk füzyon çalışmaları yapılmaktadır. Nükleer füzyonda açığa çıkan enerjiye termonükleer enerji denir. Güneşin ve hidrojen bombasının enerji kaynağı füzyondur. Nükleer enerji -> Isı Enerjisi -> Hareket enerjisi -> Elektrik enerjisi Dünyamızda diğer enerji kaynaklarının tükenmesi, buna karşılık enerji ihtiyacının artması ülkeleri nükleer enerji kullanmaya yöneltmektedir. Gelişmiş birçok ülkede nükleer santraller vardır. Fakat bu reaktörlerde iyi tedbirler alınmazsa nükleer sızıntılar olmaktadır. 1986 yılında Sovyetler Birliğindeki Çernobil nükleer reaktörünün patlaması sonucu yüzlerce insan ölmüş ve birçoğu da radyoaktif sızıntılar nedeniyle sakat kalmıştır. Nükleer enerji santrallerinde kaza olmadığı sürece çevre kirliliği olmaz. Az miktarda yakıttan çok büyük miktarda enerji elde edilir. Ancak radyasyonlu atık maddelerin depolanması veya yok edilmesi sorun olmaya devam etmektedir. Füzyon tepkimeleri Güneşte her an doğal olarak gerçekleşmektedir. Güneşten gelen ısı ve ışık, hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşmesi ve bu dönüşüm sırasında kaybolan maddenin yerine enerji ortaya çıkması sayesinde meydana gelmektedir