Güneş Enerjisini Nasıl Üretir?

05 Eylül 2017 09:47

Canlıların kullandığı bütün enerjinin kaynağı güneştir. Kaslarımızda kullandığımız enerji, bir şey düşünürken harcadığımız enerji güneşten gelmektedir. Güneş bu nedenle Dünya’nın sobası olarak adlandırılır. Peki, güneş enerjisini nasıl üretir?

Bu yazıda güneş enerjisi nasıl oluşur ona değineceğiz. Kısaca söylemek gerekirse güneş enerjisinin oluşmasında füzyon olayları etkilidir. Dilerseniz önce fisyon ve füzyon olaylarını anlayalım. Ardından güneş enerjisi nasıl oluşur kısaca değinelim.

güneş enerjisini nasıl üretir

Fisyon ve Füzyon Olayları

Doğada incelediğimiz fiziksel ve kimyasal değişikliklerin yanında atom çekirdeğinin de değiştiği değişiklikler vardır.

Atom çekirdeğinde (+) yüklü protonlar ile yüksüz nötronlar bulunur. Aynı cins yükler birbirini ittiği halde atom çekirdeği nasıl dağılmadan bir arada durabiliyor? Bu sorunun cevabını bulmaya çalışalım.

Aynı cins elektrikle yüklü protonlar birbirine itme kuvveti uygular. Bu kuvvetin çekirdek boyutundaki yaklaşık değeri 58 Newton'dur. Çekirdekte bu kadar büyük bir itici kuvvetin olması çekirdeğin dağılması anlamına gelir. Bu kuvvete karşılık kütlesi olan cisimlerin birbirine uyguladığı kütle çekim kuvveti yok denecek kadar azdır.

O halde, çekirdekte proton ve nötronu bir arada tutan bir kuvvet olmalıdır. İşte çekirdekte proton - proton, nötron - nötron arasındaki bu kuvvete güçlü çekirdek kuvveti denir.

Evrendeki elementlerin birçoğu kararlı yapıya sahiptir. Elementlerin bu dengeli yapıları bir dış etkiyle yıkılabilir. Bu dış etki nötron bombardımanı ile yapılabilir. Bu sebeple atomun kararlı yapısı bozulunca çekirdek yapısı bozulur ve atom çekirdeğinde farklı çekirdekler oluşur. Bu bölünme sırasında atom dışarıya çok büyük miktarda enerji verir. Bir dış etkiyle atom çekirdeğinin parçalanmasına yapay radyoaktivite denir.

Örneğin; 92U235 çekirdeğine nötronla yeterince enerji verilirse bir dizi reaksiyon başlar. Bu reaksiyon kararlı izotop olan 40Zr140 oluşuncaya kadar devam eder. Bu kimyasal değişiklikte çekirdek değişimi görülür. Bu oluşum nükleer enerji santrallerinde de gerçekleşmektedir.

Uranyum, Toryum, Radon gibi radyoaktif elementlerin çekirdeğine nötron gönderilirse, bu elementlerin çekirdekleri bölünerek, atom birbirine yakın iki parçaya ayrılarak, çekirdekten birkaç nötron ve enerji açığa çıkar. Bu olaya fisyon (çekirdek bölünmesi) denir.

Açığa çıkan nötronlar diğer atom çekirdeklerinde bozulmasını yol açar. Olay bu şekilde zincirleme olarak devam eder.

Çekirdekler bölünerek yeni çekirdekler oluşturabileceği gibi, elementler birleşerek de yeni çekirdekler oluşabilir. Bu olaya da füzyon (çekirdek kaynaşması) denir.

Bu tür reaksiyonların oluşabilmesi için ortam sıcaklığı yüz milyon derece civarında olmalıdır.

Güneş ve yıldızlar enerjilerini füzyon reaksiyonları ile oluştururlar.

Güneş Isısını Nasıl Yapıyor?

Yukarıda değindiğimiz çekirdek reaksiyonları çok büyük enerji açığa çıkmasına neden olur. Atom bombası ve hidrojen bombası gibi silahlar nükleer enerjinin bu yöntemlerle açığa çıkmasıyla oluşur.

Güneş içerisinde füzyon reaksiyonları gerçekleşmektedir. Yani atomların çekirdekleri kaynaşmaktadır.

Örneğin döteryum ile trityum çekirdekleri kaynaşarak helyum oluşturulmaktadır. Bu olayın çekirdek denklemi ise şöyledir:

1D2 + 1T3 → 2He4

Bu tepkimenin gerçekleşmesinde muazzam bir enerji ortaya çıkar. Bu enerjiyle güneş bize ısı ve ışık verir. Yani güneş bir nükleer yakıt sistemi ile enerjisini üretmektedir. Bu nedenle üretilen enerji çok fazladır.

Atom bombası yeryüzünde patladığı zaman güneşe benzer bir sıcaklık ortaya çıkar.


Etiketler:
  • bilim    
  • Yorumlar
    Yorum Yap