SONSUZ ENERJİ-FÜZYON

0
8

İnsan oğlu şübhəsizki, həyat fəaliyyətini davam etdirməsi üçün daima enerjiyə ehtiyac duymuşdur. Qədim insanlar üçün elədə aktual bir problem olmayan enerji, insanların sayının çox böyük sürətlə artması və təbii sərvətlərində tükənməsi ilə birlikdə çox böyük bir problemə çevrilmişdir. Günümüzdə enerji əldə etmək üçün təmiz və çirkli mənbələrdən istifadə edilir.

Aşağıdakı şəkildəndə göründüyü kimi, hal hazırda enerji ehtiyacımızın çox böyük bir hissəsini neft, kömür, və təbii qaz yataqlarına borcluyuq. Bu sərvətlərimiz sürətlə tükənməklə birlikdə, enerjiyə çevrilmələri müddətində təbiətimizədə çox böyük ziyan verirlər və getdikcə Dünyamız dahada çirkli hala düşür. Bu problemləri həll etmək üçün elm adamları bir sıra üsullar-yeni və təmiz enerji mənbələrinə əl atmışlar ki, bunlarda külək, günəş, hidroenerji və atom enerjisidir.Amma hədsiz sürətlə artan insan sayı bu enerji mənbələrinin ödəyə bilmədiyi bir enerji ehtiyacı doğurur.
Bu səbəbdəndir ki, elm insanları hələdə sonsuz və təmiz enerji mənbəyi axtarışına davam edirlər. Bu sahədə ən son edilmiş yenilik isə böyük ümid vəd edir. Söhbət füzyon enerjisindən gedir. Öncə füzyonun nə olduğunu ələ alaq:
Fizikada iki hadisə- Fisyon ve füzyonun olduğu bu gün bilinməkdədir. Fisyon- bölünmə deməkdir və 1938-ci ildə Alman alimi Otto Han-ın etdiyi təcrübələrində ortaya çıxmışdır. Belə ki, o kiçik enerjili neytronların uran-235 atomuna girdiyi zaman həmin atomun təxminən iki bərabər hissəyə bölündüyünü və bu bölünmə sırasında çox böyük bir enerjinin ortaya çıxdığını müşahidə etmişdir. Bu təcrübə 1905 ilində dahi fizik Albert Einşteinin ortaya atdığı məhşur E=mc2 düsturunu, yəni kütlənin enerjiyə çevrilə bilməsi teoreminidə isbatlamış oldu.Bu gün biz bu enerjidən istifadə edib öz enerji tələbatımızın təqribən 6%-ə qədərini qarşılayırıq.Bir kilqoram uran-235 atomu parçalandıqda əldə edilən enerji 3000 ton yüksək keyfiyyətli daş kömürün yanmasından əldə edilən enerjiyə bərabərdir.
Füzyon- birləşmə deməkdir və kiçik atomların birləşərək daha böyük atomları əmələ gətirməsi sırasında müşahidə edilir. 1920- ci illərə qədər kainatımıza enerji paylayan ulduzların, o cümlədən günəşimizin necə işlədiyi haqqında bir fikrimiz yox idi. 1920-ci ildə Francis William Aston 4 hidrogen atomunun enerjisinin bir helium atomunun enerjisindən daha çox olduğunu müşahidə etdi. Bu o demək idi ki, 4 hidrogen atomu birləşib 1 helium atomunu yaradan zaman bir enerji əmələ gəlməlidir. Astonun bu araşdırmasını ələ alan Arthur Eddington atom nüvələrinin birləşərək enerji əmələ gətirdiklərini, və ulduzların bu proses sayəsində enerji yaydıqları fikrini ortaya atdı.
Bildiyimiz kimi, eyni yüklü atomlar bir birini itələyir və bu sayədə atomlar yaxınlaşa və birləşə bilmir. Bu qüvvənin məğlub olması və füzyon prosesinin getməsi üçün yüksək miqdarda temperatur və ya təzyiq lazımdır.

Nə üçün füzyon enerjisinə ehtiyacımız olduğu maqarlı bir sualdır. Füzyon yaratmaqdansa fisyon sayəsində enerji əldə edə bilərik, lakin fisyon reaksiyası zamanı yüksək radioaktivlikli maddələr əmələ gəlirki, buda Dünya üçün böyük bir təhlükə ola bilər. Lakin füzyon prosesində yüksək enerjili neyton əmələ gəlir və buda təcrid ediləcəyindən əlimizdə sadəcə çox faydalı bir element olan helium qalır.
Qeyd etmək lazımdır ki, füzyonu başlatmaq üçündə yuxarıda danışdığımız kimi yüksək miqdar enerjiyə ehtiyacımız var. Bunun üçün füzyon həm öz başlanğıc enerjisini qarşılamalı, həmdə insanların enerji ehtiyacını ödəməlidir. Başlanğıc enerjinin çox tələb olunmasının əsas səbəbi temperaturdur. Bəs elm insanları bu temperaturu azaltmağın bir həlli yolunu tapmamışlarmı? Teorik olaraqda olsa bunun bir həlli yolu vardır- Muon katalizatoru ilə füzyon (soyuq füzyon)
Öncə muonun nə olduğunu aydınlaşdıraq. Muon bir elektrondan 200 dəfə daha ağır olan bir hissəcikdir və 2.2 millisaniyə içində başqa hissəciklərə çevrilməkdədir. Bir atom ətrafında elekrton yerinə muon olsa, onun orbiti 1/200 qədər kiçiləcək və bu çevrilmə sırasında atomları yaxınlaşmağa qoymayan enerji zəyifləyəcəkdir. Bu isə bizə daha az bir temperatur yaratmalı olduğumuz nəticəsini çıxardır. Hətta ehtiyac duyulan temperatur otaq temperaturu ilə belə belə kifayətlənəcəkdir. Çox gözəl görünsədə təsüfki bir sıra problemləri vardır:

Alfa hissəciyi dediyimiz helium, 2 praton, 2neytrondan ibarətdir, yəni yükü +2 dir. Protonlar -1 yüklü muonu özlərinə çəkər və bu səbəbdən dolayı füzyon hadisəsi gerçəkləşə bilməz.
Uzun illərdir Avropa birliyi, Amerika,Rusiya, Yaponiya,Çin, Brazilya,Kanada və s. kimi ölkələr və bir sıra özəl şirkətlər füzyon enerjisi əldə etmək üçün bir çox üsullar yaratmışlar.
Bu üsullardan biri isə ən çox istifadə olunmaqdadır ki, o Tokamak adı verilən dairəvi reaktorlarda gerçəkləşir. Massaçusets Texnologiya İnstitutunun açıqlamasına görə 30 sentyabr 2016 tarixində təcrübələrini sonlandırıblar.
Plazma halındakı maddə tokamak tipli Alcator C-Mod adlı reaktorda yüksək maqlitləşmiş sahədən keçərək qızdırılır. Plazmanın temperature Günəşin daxili temperaturunu keçib və 2 atmosfer təzyiqi əldə edilə bilib. Bu bir Dünya rekordu idi. Bundan əvvəl bu record yenə eyni reaktorda 1.77 atmosfer təzyiqi səviyyəsində idi.
Bu reactor aşağıdakı prinsipdə çalışır:
Plazma kiçik bir miqdar qazın vakkumlanmış boruya buraxılması və bu qazı yüksək maqnit sahəsinin təsiri ilə qızdırılması ilə yaradılır.
İsti plazmanı reaktorun divarlarından toroidal və poloidal sarğaclarlar seti vasitəsi ilə həm şaquli həmdə üfiqi yönlərdə yaradılan maqnit sahəsi hesabına baş verir və bu maqnit sahəsi plazmanı bir qəfəs kimi reactor daxilində saxlamağı bacarır.
Plazma yaratmaq və maqnit sahəsi əldə etmək üçün yüksək miqdarda enerji istifadə etsəkdə, yeni əldə etdiyimiz füzyon enerjisi həm ilkin enerjini ödəyir, həmdə əlavə enerji insanlığın istifadəsi üçün qalır.

Plazmanın qızdırılması 33.33 milyon dərəcə selsi əldə edilənə qədər davam etdirlir.
Daha yüksək temperature əldə etmək üçün plazma halındakı madda qamma şüalanması ilə bombardıman edilir, maqnit təzyiqi artırılır və radio dalğalar istifadə edilir. Bu qədər yüksək temperaturdan maqnitləri qorumaq üçün maye azotdan istifadə edilir.
Elm insanları bu irəliləyişdən sonra birdaha əmin oldular ki, bu enerji mənbəyindən istifadə edərək Dünyanın bu qlobal problemdən azad edə biləcəklər.

Müəllif: Elcan İbrahimov

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here