Füzyon Nedir? Nasıl Oluşur?

Füzyon yani diğer bir isimle nükleer kaynaşma, parçalanmanın tersine çok hafif iki çekirdeği birleştirerek daha ağır bir çekirdek oluşturmak ve bu şekilde açığa çıkan bağ enerjisinikullanmaktır. Bu işi denetim altında yapabilmek oldukça zordur. Çekirdekler içlerinde var olan pozitif yükler nedeniyle birbirlerine yaklaştırmak istenildiklerinde birbirlerini büyük bir güçle iterler. Bu işi yapabilmek için iki çekirdeğin birbirine yaklaşmasını ve aradaki itme kuvvetini ortadan kaldırabilecek büyük bir kuvvet gerekmektedir. Bu kuvvetin oluşabilmesi, 20-30 milyon bir sıcaklıkla aynı değerdedir. Dünya üzerindeki hiçbir katı madde böyle bir sıcaklığa dayanamayacağı için yeryüzünde henüz böyle bir düzenek hazırlanamamıştır.

Füzyon ile ilgili somut çalışmaların başladığı ilk tarih 1989 yılıdır. İki kimyager, elektrotlarla su içerisinde füzyonu gerçekleştirdiklerini iddia etmişler ve bu olay hayal kırıklığıyla sonuçlanınca füzyonun değeri düşmüştür. Füzyon tepkimeleri Güneş’te devamlı ve doğal olarak gerçekleşmektedir. Güneş’ten gelen ısı ve ışık, hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşmesi sağlamaktadır. Bu dönüşüm sırasında kütle kaybı karşılığı enerjinin ortaya çıkması sayesinde meydana gelmektedir. Kütle kaybının karşılığı enerjinin büyüklüğü E = mc² formülüyle rahatlıkla hesaplanabilir. Bu formülükullanarak güneşin saniyede 564 milyon ton hidrojeni 560 milyon yon helyuma çevirdiği bulunmuştur. Geriye kalan 4 milyon ton gaz maddesi ise enerjiye dönüşür. Bu olayın milyonlarca yıldır devam ettiği ve güneşin her tepkimede 4 milyon ton gibi büyük bir miktar kaybı olduğu düşünülünce, insanların kafasında güneşin enerjisinin ne zaman biteceği ile ilgili soru işaretleri oluşmaya başlamıştır. Fakat yapılan araştırmalarda güneşin kütlesine oranla çok küçük miktarda bir enerji kaybına uğradığı tespit edilmiş ve güneşin daha milyarlarca yıl ayakta durabileceği hesaplanmıştır.

Füzyondaki temel nokta iki atom çekirdeğinin birleşerek çok büyük miktarda enerjiyi ortaya çıkarmasıdır. Her atom çekirdeğinin rastgele biçimde füzyon yapmamasının sebebi ise bu çekirdek birleşmesinin gerçekleşebilmesi için çok yüksek miktarda ısıya ihtiyaç duymalarıdır. Bütün bu zorluklara rağmen füzyon, şu an dünyadaki en büyük enerji kaynağı olarak görülmektedir.

FÜZYONUN OLUŞABİLMESİ İÇİN GEREKLİ ŞARTLAR
Sıcaklık: Füzyon tepkimesinin oluştuğu sırada gereken ısıdır.
Lawson Kriteri: Var olan plazmanın dağılmadan hapsedilebilmesi için gerekli zamanın ve plazma yoğunluğunun ilişkisi olarak bilinir.
Bir füzyon tepkimesinde gerekli enerjiyi elde edebilmek için reaksiyonun düşük sıcaklıkta oluşması, yüksek enerji açığa çıkarması, büyük bir tesir kesitine sahip olması, tepkimeye giren maddelerin kolaylıkla bulunabilmesi, plazmanın yeniden ısıtılması için yüklü parçacıklar elde edilmesi, farklı etkileşmeleri önlemek için enerjisi yüksek olan nötronların açığa çıkarılması gereklidir.

Füzyon tepkimesinin gerçekleştirilebilmesi için çok yüksek miktarda ısı gerektiğinden dolayı bilim adamları “soğuk füzyon” adında bir kavram ortaya atmışlardır. Fakat günümüze kadar soğuk füzyonun gerçekleştirilmesi için bir düzenek kurulacak kadar aşama kaydedilmemiştir. Bu yüzden mevcut bulunan tüm düzenekler fizyon ile çalışmaktadır.