Katalog

Enerji CBT 1447 /12 Aralık 2014 15 Etoloji Elektrik üretiminde şişeden ‘nükleer füzyon cini’ mi çıkacak? Bin ton kömür ve CO2 salınması yerine, iki kova sudan elektrik üretimi!! Yüksel Atakan, Dr.Fizik Y.Müh., Almanya, [email protected] Hidrojen gibi hafif elementlerin atom çekirdeklerinin (protonların), çok yüksek basınç ve sıcaklıkta birbirleriyle kaynaşmasıyla, yeni bir atom çekirdeğinin (helyum) oluşmasına ‘nükleer füzyon’ deniyor ki, bu, milyarlarca yıldır sürekli olarak güneşte olagelen bir nükleer tepkime. Dünyamızdaki yaşamın ve her türlü enerjinin (fosil yakıtlar, biyokütle, rüzgar, güneş ve su enerjilerinin) ana kaynağı, füzyon sonucu ortaya çıkan güneş ışınlarıyla sürebiliyor. Hidrojen atom çekirdeklerinin (protonların) kaynaşması sonucu helyum atomunun çekirdeği ortaya çıkarken, kaynaşan iki protonun toplam kütlesi, helyum atom çekirdeğinin kütlesinden daha fazla olduğundan, bu kütle fazlalığı, Eınstein’ın E=mc2 bağıntısıyla gösterilebileceği gibi, enerjiye dönüşüyor. Güneşin merkezinde füzyon, 200 milyar bar’lık çok yüksek bir basınçta ve 15 milyon derece (C) sıcaklıkta ortaya çıkıyor. Yeryüzünde füzyon enerjisi, hidrojen bombası yapımında kullanılabildığı gibi, son yarım yüzyıldır gelişmiş ülkelerin araştırma merkezlerinde bundan elektrik üretilebilmesi amacıyla yoğun araştırmalar yapılıyor. Bir anda patlamalar şeklinde ortaya çıkacak büyük enerjinin zamana yayılarak dağılımı ve bunun yıl boyunca elektrik enerjisine dönüştürülebilmesi büyük zorluklar içeriyor. Bu nedenle, örneğin AB’de planlanan bütçenin 3 katını bulan 15 milyar Avro gibi büyük paralar harcanmasına rağmen, nükleer füzyon’un elektrik ületiminde kullanılabilmesinin 2040 ve hatta 2050’den önce olamayacağı açıklanıyor. Her ne kadar Lockheed şirketi, buldukları yeni tekniklerle, 510 yıl içinde, füzyon enerjisini işe yarar elektrik enerjisine çevirebileceklerini geçen Ekim ayında açıkladılarsa /1/ da, bilim insanlarının yorumu şöyle: Bu, henüz uygulanabilirliği olamayacak bir kuram (teori) olabilir veya Lockheed belki de araştırmalarına daha fazla destek sağlayabilmeyi amaçlıyor. Lockheed, ileride elektrik enerjisi üretimi için kimsenin kaygılanmasına gerek olmadığını, yılda 20 kg kadar deniz suyu yakıtıyla!! (trityum karışımlı), 1 milyon kg petrolden elde edilebilecek kadar enerji elde edilebileceğini web sitelerinde duyuruyor. Ancak Lockheed, 1 yıl sonra, 1 kamyon büyüklüğündeki ilk deneme reaktörünü ve 5 yıl sonra da elektrik üretimine geçebilecek 100 MW’lık bir ’prototip füzyon reaktörü’nü işletmeye açabileceğini açıklarken, füzyon reaktörlerinin, nükleer santrallar gibi, temel elektrik üretim reaktörü olarak devreye (şebekeye) alınabilmelerinin ancak 2050’de gerçekleşebileceğini de belirtiyor/1/. Şekil: Lockheed füzyon reaktörü Nükleer füzyon, nükleer santrallardaki ‘Nükleer Fisyon (ya da çekirdek bölünmesi)’ ile karıştırılmamalı. Nükleer fisyonda, uranyum gibi ağır bir radyoaktif maddenin atom çekirdeklerinin bölünerek ortaya iki farklı kütlede atom çekirdeğiyle birlikte enerji açığa çıkarken, nükleer füzyonda bunun tersi, hafif atom çekirdeklerinin kaynaşması sırasında enerji açığa çıkıyor /2/. Füzyon’la ortaya çıkan enerji, nükleer santrallarda fisyon’la ortaya çıkandan 34 kat daha fazla. Güneşte, proton/proton kaynaşması ancak 200 milyar bar’lık basınçta oluşuyor; bu büyüklükte çok yüksek bir basınç yeryüzünde sağlanamayacağından, yapılmakta olan birçok bilimsel araştırmada, hidrojenin sırasıyla 1 ve 2 nötron fazlalığı olan döteron (H2) ve trityum (H3) kullanılıyor, çünkü bunların birbirleriyle kaynaşabilmesi için 2 bar’lık basınç yeterli oluyor, ancak 100 milyon derecelik sıcaklığın da sağlanması gerekiyor. Döteron özellikle deniz suyunda tükenmeyecek kadar çok var. Trityum ise, yerkabuğunda binlerce yıl yetebilecek kadar bulunan lityum’dan nükleer tepkimeyle elde edilebiliyor. Döteron/trityum kaynaşması (füzyonu) için gereken sıcaklığı sağlayabilmek, 100 milyon derece sıcaklıkta çok hızlı hareket eden atom çekirdeklerinin çevrelerine uyguladığı basıncı, manyetik alanın basıncıyla sürekli olarak dengede tutarak, plazmanın (atom çekirdekleri çorbası) kaba değmesini önleyebilmek için büyük miktarda enerji gerekiyor. Bu sarfedilen enerjiye karşın, füzyondan zamana yayılarak elde edilen enerji bugünkü tekniklere göre daha az. Bunun artırlması için yoğun araştırmalar sürüyor. Nükleer füzyonda, nükleer santrallarda ortaya çıkan radyoaktif maddelere oranla çok daha az ve çok daha kısa yarılanma süreli radyoaktif maddeler açığa çıkıyor. Bir füzyon reaktörünün radyoaktifliğinin 100 ile 500 yıl arasında giderilebileceği hesaplanıyor. SONUÇ Bugün dünyada 1,3 milyar kişi herhangi bir enerjiden yararlanamıyor. 2050 yılında dünyanın enerji gereksiniminin bugünkünün iki katına çıkacağı kestiriliyor. Bugün dünyadaki 50.000 kömür santralına 1.200 adet yeni kömürlü santralın eklenmesi planlanıyor. Bunlardan salınan CO2 ve diğer gazların iklimi gitgide olumsuz etkilediği ise biliniyor. Yenilenebilir enerjiler (güneş, rüzgar, su) ileride de artan enerji gereksinimini karşılayabilecek kapasitede ve günün her saatinde hazır olamayacak. Nükleer santralların ise uzun ömürlü radyoaktif atıklar ve kaza olasılığı sorunları ile gündemde.. Bu nedenlerle, elektrik enerjisinin üretiminde çıkmazda olan dünyada, ileride füzyon reaktörleri düşünüldüğü gibi geliştirilebilirse, elektrik gereksinimine kalıcı bir çözüm getirilmiş olacak. /1/ Compact Fusion · Lockheed Martin www.lockheedmartin.com/us/products/ compactfusion.html  /2/ Radyasyon ve Sağlığımız? Nobel Yayınları, 2014, Atakan, Syf:99 http://nobelyayin.com/detay.asp?u=4025 Sperma rekabeti yavruları koruyor Birçok popülasyonda yavrular için tehlike kendi çevrelerinden gelir. Baskın erkekler rakiplerinin yavrularını öldürürler. Yetişkin erkeklerin yavruları öldürmesi, özellikle de dişilerin bütün bir yıl boyu çiftleşmeye hazır oldukları memeli hayvanlarda görülür. Yabancı erkek hayvanlar diğer erkeklerin yavrularını öldürerek, gebe kalmaya hazır olan dişiyle çiftleşirler diyor İngiliz bilim insanları Science dergisinde. Bu davranış özellikle de erkekler arasında rekabetin çok yüksek olduğu gruplarda gelişmekte. Yabancı yavruların yetişkin erkek hayvanlar tarafından öldürmesi özellikle de kap babunu, Hanuman languru ve aslan gibi memelilerde görülür. Hatta bazı popülasyonlarda bu vaka, yavru ölümlerinde birinci sırada yer alıyor diye açıklıyor Cambridge Üniversitesi’nden Dieter Lukas ve Elise Huchard. Yavru öldürme davranışlarının bulunduğu 119 ve bu davranışın bulunmadığı 141 memeli türü olmak üzere toplam 260 memeli türü incelenmiş. Araştırmacılar daha sonra hangi türde ve hangi sosyal yapılarda bu davranışın ne zaman ortaya çıktığını analiz etmişler. Bu şekilde yavru ölümlerinin özellikle de dişinin tüm bir yıl boyu çiftleşmeye hazır olduğu gruplarda en çok meydana geldiği anlaşılmış. Erkek hayvanlar için yavru öldürme ancak dişiyle yeni yavrular üretebileceklerse anlam kazanıyor. En çok yavru ölümü, erkek ve dişi hayvanların devamlı bir arada yaşadıkları gruplarda görülür. Oysa dişilerin daha çok bir arada yaşadıkları gruplarda, yalnız yaşayan hayvanlarda ya da birbirlerine bağlı çiftlerin bulunduğu topluluklarda yavru ölümleri çok daha az. Ayrıca cinsel davranışlar çok önemli bir rol oynuyor. Dişiler için ne kadar büyük bir rekabet varsa, yavru ölümü riski de o denli artıyor. Çok az sayıda erkeğin, üremek için kontrolü sadece çok kısa bir süre içinde elinde tutabildiği topluluklarda yavrular çok daha fazla öldürüyor. Erkek hayvanlar bu koşullarda kendi genlerini yeni kuşaklara aktarabilmek için ellerinden ne geliyorsa yapıyorlar. Bu davranış bir gruptaki sosyal yapının bir sonucu diyor uzmanlar. Dişiler mümkün olduğu kadar çok fazla erkekle çiftleştiklerinde yavrunun babası pek ortaya çıkmıyor. Bu tür topluluklarda en fazla spermaya sahip erkekler başarılı sayılıyor. Bu tür gruplarda erkekler daha fazla sperma üretiyor ve bunun sonucunda da daha büyük erbezine sahip oluyorlar. Yavru ölümlerinin çok sık olduğu gruplarda erkek hayvanların daha büyük erbezlerine sahip olması da dişilerin babalığı belirsizleştirmek için promisküite bir davranış sergiledikleri anlamına geliyor. Sperma rekabeti, hiçbir erkek hayvanın kendi babalığı konusunda emin olamayacak kadar büyümesi halinde de yavru ölümleri yok oluyor.