FÜZYON REAKSİYONLARI / Proton-Proton Çevrimi

Güneşimizin kalbindeki iki reaksiyon çeşidine bakalım

Proton-Proton "p-p" Çevrimi

Yıldızları Anlamak yazı dizimizde detaylı olarak bahsettiğimiz gibi, güneşimizin kalbindeki ana reaksiyonlardan biri olan, ancak Dünya’da kullanmamıza pek uygun olmayan bir reaksiyon çeşididir. Güneşimizin çekirdeğindeki sıcaklık dahi,  protonların coulomb bariyerini klasik şekilde aşması için yeterli değildir. Ancak, kuantum mekaniklerini anlamaya başlamamız ile birlikte bu protonların quantum tünellemesi yolu ile birleştiğini keşfetmiş olduk.

Kuantum Tünellemesi Parçacıkların aradaki herhangi bir bariyeri aşıp, klasik fizik ile gidemeyecekleri bir yere gitmeleridir. Eski klasik fizik kuralları, parçacıkların bariyerleri aşacak enerjisi yoktur der. Ancak kuantum fiziği bize parçacıkların hem “parçacık” hem de “dalga” özelliklerine sahip olabildiğini göstermiştir. Böylece zaman zaman bir proton çevresinden enerji ‘ödünç’ alıp, bu enerji ile aradaki bariyeri aşacak bir olasılığa sahiptir. Bu hadise 1-3 nm veya daha ince bariyerlerde görülür. Beyinlerimizi daha fazla yakmadan, anlaması ve anlatması daha kolay olan füzyon konumuza geri dönelim

p-p döngüsü sadece kuantum tünellemesiyle işlediği için yavaştır. Tek bir protonun diğer bir proton ile füzyon reaksiyonu geçirmesi için bazen bir milyar yıl gerekebilir. Tünelleme yolu ile birbirlerine ulaşan protonların önündeki bir diğer engel de zayıf nükleer kuvvet etkileşimine ihtiyaç duymalarıdır ki, bunun da olasılığı azdır. Bu zayıf ihtimallere rağmen Güneş’teki ana reaksiyon tipi budur. Çünkü zayıf ihtimalin rahatlıkla yüksek ihtimale döneşebileceği trilyon x trilyon atom vardır. Sonucunda 4 proton birleşir, bir helyum çekirdeği (alfa parçacığı), biraz nötrino ve 26.73 MeV’lik enerji açığa çıkar.