Nükleer Enerji Nedir? Nasıl Oluşur?

Nükleer enerji, atom çekirdeklerinin parçalanması veya birleştirilmesi sonucu açığa çıkan enerjidir. Nükleer enerjiyi açığa çıkartan iki olay vardır. Bunlar fisyon ve füzyondur.

Fisyon Nedir?

Ağır atom çekirdeklerin nötron gönderilerek parçalandığı bir olaydır. Nükleer enerji üretiminde günümüzde en sık kullanılan yöntem uranyum-235 atomuna nötron gönderilerek parçalanması sağlanmaktır.

Nükleer enerji santrali reaktörlerinde genel olarak fisyon tepkimeleri kullanılır. Uranyum-235 atomu nötron soğurarak parçalanır ve rubidyum-93 ve 3 nötron, tek bir atomdan da 3.2 x 10^-11 J enerji açığa çıkar. Yani pratikte 1 kg uranyum-235’ten 6.73 x 10¹⁰ kJ ısı açığa çıkar. Bu enerjide hemen hemen 3500 ton kömürün yakıldığında açığa çıkan ısıdan daha yüksektir. Fisyon tepkimesi zincirleme bir reaksiyondur. Tek bir atom parçalanmaya başladığında açığa çıkan diğer nötron atomları diğer atomların çekirdeklerini de parçalar. Bu şekilde büyük miktarlarda ısı enerjisi elde edilir.

Fisyon, nükleer enerji santrallerinin yanı sıra atom bombalarında da kullanılmaktadır.  Atom bombalarında saflaştırılmış uranyum kullanılır. %85 ve üzeri uranyum konsantrasyonuna sahip bir nükleer yakıt atom bombası için oldukça idealdir.  Bir patlayıcı mekanizmasının patlamasıyla kritik hacme gelerek aktifleşen atom bombaları 20.000 ton TNT’ye eş değer bir enerji açığa çıkar.

Geçmişte Amerika Birleşik Devletleri’nin Nagazaki ve Hiroşima’ya attığı atom bombalarının yıkıcı bir etkisi olmuştur. Çok sayıda masum insan bu insanlık dışı saldırıda hayatını kaybetmiş ve bu iki şehir yok olmuştur. Birçok insan da oluşan radyasyondan hastalanmıştır.

Füzyon Nedir?

İki atom çekirdeğinin birleşmesi sonucu açığa çıkan enerjidir. Güneş ve diğer yıldızların yaydığı enerjinin kaynağı füzyon olayıdır. Güneşte her saniye 564 milyon ton hidrojen, 560 milyon ton helyuma dönüşür. Dönüşümde kaybolan 4 milyon ton kütleden ise 38×10²² kJ enerji açığa çıkmaktadır.

Füzyon, elektrik üretiminde kullanılmak için birçok kez simülasyonu yapılıp test edilmiştir. En büyük problem açığa çıkan muazzam miktarda ısının nasıl muhafaza edilmesidir. Bunun için çeşitli yöntemler denemiş ve kısmen de olsa başarı sağlanmıştır. Ancak aktif bir santral kurulması yıllar sürecektir.

Füzyon ayrıca termonükleer bomba yani hidrojen bombasında kullanılıyor ve maalesef bu konuda başarı sağlandı. İlk olarak ABD 1954 yılında Büyük Okyanusta bulunan Marshall adasına hidrojen bombası atarak test etmiştir. En son ise Kuzey Kore pasifik okyanusu üzerinde bu denemeyi yapmıştır.

Nükleer Enerji Bir Son Mu? Yoksa Bir Başlangıç Mı?

Sonuç olarak, nükleer enerji gelecekte ya insanoğlunun kurtuluşu, ya da yok oluşu olacak gibi duruyor. Eğer bu enerjiyi füzyon reaktörleriyle elektrik enerjisi üretiminde kullanabilirsek dünyanın enerji probleminin çözülmesi sağlanacaktır. Ancak bu enerji kontrolsüz füzyon tepkimesinin kullanıldığı hidrojen bombalarıyla savaşlarda kullanılırsa dünya üzerinde oluşabilecek yıkım çok büyük olacaktır.

“3. Dünya Savaşı’nda hangi silahların kullanılacağını bilmiyorum ama 4. Dünya Savaşı’nda taş ve sopalar olacağını biliyorum.”

Albert Einstein