füzyon reaktör etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster
füzyon reaktör etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster

14 Ekim 2020 Çarşamba

Nötron üretmeyen D-He3 ve p-11B döngüleri

Polywell Fusor’a oldukça benzer. Bu modelde elektro mıknatıslar yoluyla elektronların yakalandığı bir manyetik alan ile negatif voltaj oluşturulur ve bu pozitif yüklü iyonları çeker. İyonlar negatif yüklü merkeze doğru hızlanırken kinetik enerjileri yükselir ve merkezde çarpıştıklarında füzyon reaksiyonları oluşabilir. Fikir babası olan Robert Bussard, füzyon araştırmalarının yanı sıra nükleer termal roketler ve kendi ismi verilen bussard ramjetleri üzerine araştırmalar yapmıştır. Bussard’ın kurduğuEnergy/matter Conversion Corporation (EMC2) şirketince yürütülen ve ABD silahlı kuvvetleri tarafından fonlanan araştırmalar, 2006’ya kadar gizli kaldıktan sonra günümüzde bilinir biçimde hala devam etmektedir. Birçok üniversite laboratuvarı da Polywell reaktörleri üzerinde çalışmaktadır. 
Tıpkı günümüz nükleer santralleri gibi, füzyon enerjisi de artan enerji ihtiyacının çevreye verdiği zararı, asit yağmurlarını ve sera etkisini azaltacaktır. Er ya da geç, füzyon tek başına bütün enerji ihtiyacını karşılayıp fosil yakıt kullanımını bitirecekse de, o zamana kadar uzun ve zorlu bir geçiş dönemine şahit olacak çocuklarımız ve torunlarımız. Sağlayacağı ucuz ve bol enerji şehirleri aydınlatmakla kalmayıp yüksek enerji gerektiren bilimsel araştırmaları da destekleyecek, uzayda ise yeterli optimizasyondan sonra enerji kaynağı ve itici olarak kullanılabilecektir. Teknoloji geliştikçe sırayla D-T ve D-D yakıt döngülerinin yerini nötron üretmeyen D-He3 ve p-11B döngülerine bırakıp daha gelişmiş teknolojiler üretilene kadar enerji üretimini tavan yaptıracaktır. Füzyonun Dünya’da bugünkü ve gelecekteki yerini incelediğimize göre şimdi de en yakın rokete atlayıp yörüngeye çıkalım. Yazı dizimizin bir sonraki bölümünde yörüngede bizi bekleyen füzyon roketli ve füzyon reaktörlü gemimizi inceleyeceğiz.

FÜZYON REAKSİYONLARI, Tokamak Reaktörü

Tokamak, kontrollü termonükleer füzyon araştırmalarında en çok tercih edilen ve araştırılan modeldir. Bu reaktörlerde manyetik alanlar, reaktör etrafına eşit aralıklarla yerleştirilmiş toroidal bobinler tarafından üretilir ve bunları dik açıyla kesen poloidal bobinler tarafından helikal bir hareket yönü verilir. Bu tasarım 1950’lerde Sovyet bilim insanları Igor Tamm veAndrei Sakharov’un ürünüdür. Alcator_C-Mod_interior Bir tokamak reaktörü. Tokamak reaktörlerindeki en büyük problem, plazmayı ısıtıp füzyon reaksiyonlarını kendi kendini besleyecek enerjiyi üretecek verimliliğe getirmektir. Bu yaklaşık 100 milyon santigrat derecede mümkündür. Şu anki metotlar ile Ohmic ısıtma (elektrik akımları ile ısıtma tekniği)20-30 milyon santigrat derece sıcaklık sağlar. Daha yüksek sıcaklıklar için, plazma halindeki yakıt yüksek enerjili nötr atomlar ile bombalanır, manyetik sıkıştırma arttırılır ve radyo dalgaları kullanılır.


 

FÜZYON REAKSİYONLARI, p-11B, Proton – Boron-11 çevirimi

 p-11B,Proton – Boron-11 çevirimi
p-11B uzak gelecek için hedeflenen bir reaksiyondur, şu anda ve yakın gelecekte mümkün değildir. Anötronik füzyon amaçlanıyor ise ki er ya da geç füzyon teknolojisinin nihai hedefi olacak, proton/boron reaksiyonu da nihai hedeftir. Bu arada Boron, bildiğimiz “Bor” madenidir.

1H + 11B = 3x(4He) + (8.7MeV)

Bu reaksiyonda bir proton, Boron-11 ile birleşerek, Karbon-12 oluşturur. Karbon-12 ise üç helyum-4 olarak bozunur. Bu reaksiyon fisyon gibi gözükse de Helyum-4 evrendeki en kararlı izotoplardan birisidir. D-He3 reaksiyonundan dahi çok daha az nötron salınımı ile p-11B neredeyse tamamen temizdir. 0.001% nötron salınımı ile her bin reaksiyonda sadece 1 nötron üretilir. 

Anötronik bir reaksiyon verimliliğine sahip olmasının yanısıra, yakıtı da oldukça yaygın ve boldur. Tek (ve malesef büyük) dezavantajı, reaksiyon oranının tepe noktasına 123 keV’de ulaşması. Yani gerekli olan sıcaklık bir D-D veya D-T reaksiyonunda ihtiyaç duyulandan 10 kat fazlası olan 1 milyar santigrat dereceye yakındır. Enerji hapsedilmesini sağlayacak manyetik alanlar da doğal olarak 500 kat daha iyi olmak zorundadır. Tokamak ve lazer odaklı reaktör modellerinin limitleri dışında olan bu reaksiyon için daha radikal farklılıklar gösteren Polywell ve Dense Plasma Focus sıkıştırma yöntemleri düşünülmektedir.



FÜZYON REAKSİYONLARI D-D Döteryum (2H) – Döteryum (2H) Çevrimi

FÜZYON REAKSİYONLARI D-D [Döteryum (2H) – Döteryum (2H)] Çevrimi
Sadece döteryum kullanan bu reaksiyon, edinimi zor olan başka bir yakıt gerektirmemesi ile öne çıkan bir diğer araştırma konusudur. D-D reaksiyonu, sürdürülebilir “ateşleme” için gereken reaksiyon oranının tepe noktasına 15 keV değerinde enerji ile ulaşır. Bu D-T’den daha yüksek ve dolayısıyla daha zorludur. Bu reaksiyon eşit oranlarda iki farklı ürün verir;

50%: 2H + 2H = 3H [Trityum] (1.01 MeV) + 1H [p+] (3.02 MeV)

50%: 2H + 2H = 3He (0.82 MeV) + n (2.45 MeV)

Hydrogen_Deuterium_Tritium
Hidrojen ile, onun izotopları olan (fazladan bir ve iki nötrona sahip) döteryum ve trityum.
Reaksiyon sonucu üretilen Trityum ve Helyum-3, geri dönüştürülerek yüklü parçacık miktarı arttırılıp nötron miktarı azaltılacaktır. Şöyle ki; reaksiyon sonucu oluşan Trityum toplanabilirse, aksi taktirde oluşacak nötron salınımı oldukça düşük olur ve reaktör D-He3 reksiyonu devam ettirebilir. Bunun yanında Trityum D-T reaksiyonlarında kullanılır veya bozunup Helyum-3’e dönüşünce D-He3 reaksiyonlarında da kullanılabilir.

Anötronik Reaksiyonlar
Aşağıdaki reaksiyon çeşitleri nötron salınımı içermez ve çok daha verimlilerdir ancak zorlukları da bununla doğru orantılı artmaktadır. En büyük avantajları nötron kalkanlaması gerektirmemeleri ve direkt enerji dönüşümünü mümkün kılmalarıdır.



FÜZYON NEDİR.

Füzyon reaksiyonları, hafif elementlerin Coulomb gücü denen birbirlerini itme eğilimini, “güçlü nükleer kuvvet” ile aşarak bir araya gelmelerine ve başka bir atom çekirdeği oluşturup; bazen nötron ve çok yüksek miktarda enerji açığa çıkarmasına denir. 
Doğanın 4 ana gücünden biri olan bu güçlü nükleer kuvvetin, atom çekirdeklerini birbirinden uzak tutan elektriksel itmeye üstün gelmesi için, çekirdeklerin ısı ve/veya basınç etkisi ile birbirlerine oldukça yaklaşması gerekmektedir. 


 Füzyon Reaktör / FusionReaction 
Füzyon santrallerinde gerçekleşen temel füzyon reaksiyonu. Burada Hidrojenin izotopları olan döteryum ve trityum birleşerek helyum atomu oluşturur. Bu sırada bir nötron ve büyük miktarda enerji yayınlanır. Günümüzde kullanılan fisyon bazlı nükleer enerji bile fosilden milyonlarca kat daha fazla enerji üretirken, ilk nesil ticari füzyon reaktörleri bunun 3 – 4 katını üreteceklerdir. 

Örneğin 1GW’lık bir kömür santrali yılda 1.5 ile 2.5 milyon ton kömür yakarken, eşdeğer ilk nesil bir füzyon santrali sadece birkaç yüz kilogram yakıt harcayacaktır. Kömür son derece zehirli gazları atmosfere salarken füzyon reaksiyonlarının zararlı bir artık maddesi olmayacaktır. Sonuçta yıldızların kalbindeki bu enerji, gezegenimizdeki bütün enerji ihtiyacını çözüme kavuşturabilir.

Muz Kabukları Ayakkabıları parlaktır ve bakım yapar. – Toplum ve Bitkisel Tedavi

Muz Kabukları Ayakkabıları parlaktır ve bakım yapar. – Toplum ve Bitkisel Tedavi : Dolayısıyla muz kabukları ayakkabılarınız için harika bir...