II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

146
engellediğinden füzyon mümkün olmaz. Ancak protonların bu elektrostatik itme
kuvvetine rağmen birbirlerine çok yaklaşmalarını sağlayan koşullar oluşursa, protonlar
arası çekici nükleer kuvvet devreye girerek kaynaşmalarını sağlar. Bu olay
çekirdeksel tepkimesi ile özetlenebilir.
1 4 +
4 2 2
H → He + e + ν
(1)
Şekil 1. Hidrojen füzyonu
Bu tür bir tepkime ancak çok yüksek sıcaklıklara çıkılarak protonların elektrostatik
itme kuvvetini aşacak hızlara ulaştırılmaları halinde olanaklı olur. Dört protonun
toplam kütlesi, alfa parçacığı ile ikişer pozitron ve nötrinonun toplam kütlesinden
biraz daha büyük olduğundan bu tepkimede
2
E = mc
(2)
kütle-enerji eşdeğerliliği denklemine göre kütle, enerjiye (E) dönüşür. Burada m
kütle farkı, c ise ışık hızıdır. İşte yıldızlardaki enerjinin temelini bu füzyon tepkimesi
oluşturur.
Hidrojenin, H 1 (protiyum) dışında döteryum (H 2 =D) ve trityum (H 3 =T) olarak adlandırılan
iki izotopu daha vardır. Döteryum doğal bir çekirdek olup deniz suyunda
30 gr/m 3 derişimle bulunur. Trityum ise doğada bulunmayıp, nükleer reaktörlerde
6 3 4
Li + n → H + He
(3)
tepkimesi ile üretilebilir. Trityum, radyoaktif bir çekirdek olup yaklaşık 12 yıllık
yarı ömürle aşağıdaki şeklinde negatif beta bozunumu ile helyuma dönüşür.
3 3 −
H He e ν
Proton
Nötron
Pozitron
Gama
Nötrino
→ + + (4)