Nükleer reaksiyon kimyasal reaksiyona göre1 milyon kat fazla enerji açığa çıkarır

Bilim dilinde enerji iş yapabilme kabiliyetidir. Örneğin iş, bir nesneyi bir yerden başka bir yere hareket ettirmektir ya da bir tuğlayı alçak bir noktadan yüksek bir noktaya taşımaktır. İnsan burada harcadığı enerjiyi aldığı besinlerden sağlar. Yani alınan besindeki kimyasal enerji kol ve ayak kaslarında kinetik enerjiye dönüştürülür ve iş yapabilme kabiliyeti ortaya çıkar. Bu sürecin tamamında enerji ne yoktan var edilir ne de vardan yok edilir. Az önce kişinin yediği besin madde iken kol ve bacak kaslarında enerjiye dönüştü ve insana hareket kabiliyeti sağladı. Doğada madde ve enerji birbirine bağlıdır ve tamamen dönüşüm içindedir. Bu iki kavram evrenin temel yapı taşıdır. Evrendeki her bir madde atomlardan meydana gelmiştir ve madde yapısındaki her bir atom da bir enerjiye sahiptir. Nükleer enerji de maddenin enerjiye dönüşmesiyle meydana gelir. Günümüzde kullanılan enerji kaynaklarının çoğu petrol, kömür ve doğalgaz gibi fosil yakıtlardır. Fosil kelimesi bu kaynakların neredeyse evrenin yaşı kadar önce oluşmuş çok eski enerji kaynakları olduğunu ifade eder. Canlıların büyük bir bölümü hidrojen, karbon ve oksijenden oluşmuştur. Hidrojen ve karbon kimyasal bağlarla bağlanarak çeşitli hidrokarbon bileşikleri oluşturur. En basit hidrokarbon doğalgazın temel yapı taşı olan 1 hidrojen ile 4 karbon bileşimi metandır. Petrol ve kömürde de daha karmaşık hidrokarbon bileşikleri mevcuttur.

http://www.offshoreengineering.com/oil-and-gas/petroleum-geology/1-hydrocarbon-formation

Üretilen Tüm Enerjinin Nükleer Enerjiyle Alakası Var mı?

Fosil yakıtlar bitki ve hayvan kalıntılarından oluşmuştur. Bu bitkiler, havadan karbondioksit alır, enerji kaynağı olarak güneşten yararlanarak fotosentez yapar ve yaşamını sürdürür. Güneşte enerji bilindiği gibi nükleer füzyonla yani nükleer enerjiyle sağlanır. Güneşte bulunan hidrojenler yüksek sıcaklık ve basınçta birleşerek daha ağır helyumları oluştururlar. Bu süreçte nükleer füzyon enerji açığa çıkarır. Açığa çıkan bu enerji ısı ve ışık olarak güneş yüzeyinden yayılarak dünyamıza ulaşır. Güneş bilindiği gibi yenilenebilir enerji kaynağı olarak kabul edilir, ki 5 milyar yıl daha parlamaya devam edeceği tahmin edilmektedir.

http://www.koeri.boun.edu.tr/astronomy/YILDIZIMIZ/yildizimiz_gunes.htm

İnsanlar bugün güneş enerjisini elektrik üretmek ve ısınmak için kullanmaktadır. Yine bir diğer yenilenebilir kaynak olan rüzgar da güneşin nükleer enerjisinden oluşur. Güneş ışığı dünyanın yüzeyini ısıttığı zaman özellikle tropik bölgelerdeki daha sıcak hava, diğer bölgelerdeki soğuk havaya nazaran daha yoğun olur. Hava yoğunlukları arasındaki farklılıklar, alçak ve yüksek hava basınçlarına neden olur. Yüksek hava basıncından alçak hava basıncına doğru hava akımı oluşur ve sıcak hava soğuk bölgelere taşınır. Böylelikle rüzgarlar oluşur. Bir de yenilenebilir kaynak olarak jeotermal enerji mevcuttur. Bu enerji dünyanın merkezinden yüzeyine doğru akan mağma tabakasından oluşur. Bu tabaka toryum, uranyum ve plütonyum gibi ağır elementlerin radyoaktif bozunumundan ortaya çıkar. Radyoaktif bozunum bir tür nükleer enerjidir. Elbetteki doğada üretilen tüm enerji nükleer enerji kaynaklı değildir. Örneğin hidroelektrik santrallerde kullanılan güç yer çekimidir. Barajda biriken su kontrollü olarak yer çekimi etkisinde yukarıdan aşağı hızlanır ve dinamo türbinini döndürür. Böylelikle dinamo hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek elektrik elde edilmiş olur.

Nükleer Enerjinin Kaynağı

Nükleer enerjinin kaynağı füzyon, fisyon ve radyoaktif bozunumdur. Nükleer füzyon iki hafif kararsız atom çekirdeğinin birleşerek daha ağır çekirdek oluşturması -örneğin iki döteryum çekirdeği birleşerek helyuma dönüşmesi- nükleer fisyon ise kararsız ağır çekirdeğin iki hafif çekirdeğe bölünmesidir. Radyoaktif bozunum ise kararsız çekirdeğin ışıma yaparak yani enerji yayarak kararlı hale geçmesidir. Bu üç süreç güçlü nükleer kuvvetler ve kütlenin enerjiyle değişimi arasındaki etkileşimi içerir. Çekirdek içerisinde itici elektriksel kuvvet ve çekici güçlü nükleer kuvvet mevcuttur. Eğer itici güç çekici güçten fazla olursa atom çekirdeği parçalanır ve ortaya muazzam bir enerji açığa çıkar. Bu süreçte çekirdekte kütle ve enerji değişimi meydana gelir. Burada kütle ve enerji arasında bir ilişki mevcuttur. Einstein’in ünlü denklemi bu ilişkinin ta kendisidir. Burada enerji, kütle çarpı ışık hızının karesine eşittir. Işık hızı çok büyük bir sayı olduğundan kütle çok küçük olsa bile oldukça büyük bir enerji ortaya çıkmaktadır.

http://bilimize.com/cekirdek-bolunmesi-fisyon-ve-cekirdek-kaynasmasi-fuzyon/

Nükleer Enerjinin Önemi

Yanan fosil yakıtlar kimyasal enerji ortaya çıkarır. Örneğin kömür, doğalgaz (metan) gibi fosil yakıtlar yandığında hidrojen ve karbon atomları arasındaki kimyasal bağlar kopar. Burada hidrojen ve karbon atomları elektronlar vasıtasıyla birbirine bağlıdır. Dolayısıyla elektriksel kuvvet söz konusudur. Bu kopma sonucunda enerji açığa çıkar. Bu enerji elektron-volt birimiyle ifade edilir. Bir elektronun bir volt gerilim ile hızlandırılmasıyla kazandığı enerjidir. Nükleer kuvvet ise elektriksel kuvvete göre çok daha büyüktür ve daha fazla enerjiye sahiptir. Nükleer reaksiyon kimyasal reaksiyona göre bir milyon kat fazla enerji açığa çıkarır. Örneğin bir uranyum çekirdeğinde meydana gelen fisyon reaksiyonu 200 milyon elektron-volt enerji açığa çıkarır. Basit olarak ifade etmek gerekirse bir adet uranyum atomunun fisyon reaksiyonundan çıkan enerji, bir litre benzininin yanmasından çıkan enerjinin neredeyse 10 milyon katıdır. Bu da nükleer enerjinin ne kadar önemli olduğunu bize göstermektedir.

Nükleer enerji kaynak çeşitliliği yaratma açısından büyük bir öneme sahiptir. İnsanların giderek artan enerji ihtiyacını büyük ölçüde giderebilir. Ancak nükleer enerjinin avantajları olduğu kadar güvenlik riskleri de vardır. Her ne kadar son teknolojiyle yapılan santraller riskleri asgariye indirdiyse de 2011 Fukuşima Daiçi kazası, nükleer tesislerin depremler ve tsunamiler gibi doğal afetlere karşı da korunması gerektiğini göstermiştir.