Yapay güneÅŸ provası

Bir grup bilim adamının Güneş’teki gibi ‘atom çekirdeÄŸini kaynaÅŸtıran’ bir tepkimeyi çok basit bir deneyle gerçekleÅŸtirdiklerini açıklaması dünyada heyecan yarattı.ABD’de bir grup bilim adamının, çok zor olan atom çekirdeklerini kaynaÅŸtırmayı laboratuvar koÅŸullarında gerçekleÅŸtirdiklerini açıklamaları (nükleer füzyon) dünyada büyük heyecan yarattı. Böylece sürekli ve ucuz enerji kaynağının yolunun açıldığı da duyuruldu.Atom çekirdeklerini kaynaÅŸtırmak, milyonlarca derecelik yüksek sıcaklık ve çok yüksek basınçlı ortamlar gerektirdiÄŸi ve bu nedenle çok zor olduÄŸu için, laboratuvar koÅŸullarında böyle bir olayı gerçekleÅŸtirmek her zaman ilgi çeker. Bu haber ne kadar doÄŸruydu ve gerçekten ucuz ve temiz bir enerji kaynağı bu yolla yaratılabilir miydi?Güneş’teki olayEn iyi çekirdek kaynaÅŸması, Güneş’in içinde ve diÄŸer yıldızlarda gerçekleÅŸir. Güneş’teki gibi sürekli bir enerji kaynağı yaratma, bilim adamlarının sürekli düşüdür. Güneş’in dünyamıza kadar gelen ve yerküreye hayat veren enerjisinin kaynağı, Güneş’in içindeki ‘Nükleer fırın’dan çıkar. Bu fırında sürekli hidrojen yanar. Hidrojen atomları çok yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda birbiriyle kaynaÅŸarak, muazzam ısı ve sıcaklık kaynakları yaratırlar. Bu radyoaktif ışınlar uzaydan dünyamıza kadar ulaşır. Güneş’teki bu ‘nükleer fırın’ın yanması azalırken, Güneş’in ölüm süreci baÅŸlayacak ve çevresine hayat vermeye de son verecek: Ä°ÅŸte bu yerküremizin de ölümü olacak.Ancak korkacak bir ÅŸey yok, en az beÅŸ milyar yıl daha Güneş’teki fırın yanmasını sürdürecek.Nükleer fırın düşüPeki, GüneÅŸe benzer, çok daha küçük çaplı, denetlenebilir ‘nükleer fırın’lar yeryüzünde gerçekleÅŸtirilebilir ve böylece hem ucuza hem temiz hem de neredeyse sonsuz bir enerji kaynağı yaratılabilir ve dünyanın enerji sorunu kesin bir çözüme kavuÅŸturulabilir mi?Böyle bir nükleer fırının yapımı çok zor. Çok yüksek basınçlar ve sıcaklıklar gerekir. Ä°ÅŸin bu zorluÄŸu, atom çekirdeklerinin kaynaÅŸtırılmasının zorluÄŸundan ileri gelir. Bu nedenle bugüne deÄŸin kimse sürekli ve güvenilir bir enerji kaynağı olabilecek bir kaynaÅŸma ve plazma oluÅŸturamadı. Güneş’teki aşırı sıcaklık koÅŸullarına dayanabilecek malzeme bulunamadığı için bu tür tepkimeler yeryüzünde nükleer reaktörlerde gerçekleÅŸtirilemiyor. Çekirdek kaynaÅŸması, atom çekirdeklerinin parçalanmasından çok daha daha zordur. Ä°nsanlık atomu parçalayarak atom bombası yapmış, bu parçalanmayı nükleer santrallerde denetim altında gerçekleÅŸtirerek de elektrik enerjisi elde etmeyi baÅŸarmıştı. GüneÅŸteki gibi bir nükleer fırın yapmak, belki de bilimin hep ulaşılmaz bir düşü olacaktır.SoÄŸuk füzyonBırakın minik bir nükleer fırında füzyon olayını gerçekleÅŸtirmeyi, elektrik vb enerjisi düşü yaratmayacak, laboratuvar ortamında makul ölçülerde bir füzyon reaksiyonunu gerçekleÅŸtirmeyi bile bugüne dek kimse baÅŸaramadı.AraÅŸtırmacılar bu süreci defalarca denediler ve her seferinde baÅŸarısız kaldılar.Ancak çekirdek kaynaÅŸmasının öyle yüksek sıcaklık ve fırınlar gerektirmeden de gerçekleÅŸtirilebileceÄŸine iliÅŸkin düşünceler ve deneyler vardır. Bunlardan birini 1989 yılında Martin Fleishmann ve Stanley Pons isimli iki bilim adamı yapmış ve deney ‘soÄŸuk füzyon’ (soÄŸuk çekiridek kaynaÅŸması) adıyla üne kavuÅŸmuÅŸtu. Ä°ki bilim adamı böylece ucuz ve sonsuz enerji elde etme çağının baÅŸladığını ilan etmiÅŸlerdi! Ancak bu iki bilim adamının deneyi dünyanın hiç bir yerinde tekrarlanamamış, yanlış veya kanıtlanamamış bir deney olarak bilim tarihine geçmiÅŸti.Åžimdi ne oldu?Åžimdi de çekirdek kaynaÅŸması olayının yine basit bir laboratuvar koÅŸulunda ses dalgalarıyla kolayca gerçekleÅŸtirildiÄŸi açıklandı. Deney, New York'ta, Rensselaer Polytechnic Institute'den nükleer mühendis Richard Lahey ve Tennessee'de Oak Ridge National Laboratory'den nükleer mühendis Rusi Taleyarkhan ve ekibi tarafından yapıldı. Yeni deney, fizikte çökertme denilen bir iÅŸleme dayanıyor. Bir sıvı içinde yüksek frekanslı ses titreÅŸimiyle oluÅŸturulan kabarcıklar hızla çöktüğünde ışık yayıyor. Kabarcıkların patlamasıyla milyon derecenin üzerinde sıcaklıklar ortaya çıkıyor ve yüksek basınç ortamı oluÅŸuyor. Bu durum, iki atom çekirdeÄŸinin kaynaÅŸmasına uygun bir ortam yaratıyor. Çekirdek kaynaÅŸması, yukarıda belirttiÄŸimiz gibi yıldızlarda sürekli olarak gerçekleÅŸiyor. 10 milyon derecenin üzerine çıkan sıcaklıklarda hidrojenden zengin maddeler yoÄŸunlaÅŸarak plazma oluÅŸturuyor. Ä°ki hidrojen çekirdeÄŸi kaynaÅŸtığında, gerçekte protonlar birleÅŸiyor ve döteron denilen bir parçacık oluÅŸuyor. Bu, ağır hidrojen de denilen döteryumun çekirdeÄŸi. Tepkime yüksek miktarda enerjinin açığa çıkmasını saÄŸlıyor.AraÅŸtırmacılar ses ışığını, organik sıvı aseton içinde gerçekleÅŸtirdiler. Taleyarkhan'ın ekibi aseton silindirini ses dalgaları bombardımanına tuttu. Aynı anda döteryuma dönüştürülmüş aseton yüksek hızda nötronlara da maruz bırakıldı. Nötronlar aseton moleküllerine çarpınca milimetre boyutlarında kabarcıklar meydana geldi. Bunlar ses dalgalarının yarattıklarından daha büyüktü. Bu kabarcıkların çöküşü asetonu o denli ısıttı ki döteryum atomları birbirlerine çarpmaya ve birleÅŸmeye baÅŸladılar. Bilim adamları deneyde yalnızca ışık deÄŸil, asetonun nötron açığa çıkardığını da gördüler. Bunlar, iki döteronun kaynaÅŸması sonucu elde edilmesi beklenen nötronlardı. Ayrıca, kabarcıkların çökmesinden birkaç saat sonra az miktarda trityum da elde ettiklerini gördüler.Bunlar, kaynaÅŸmanın gerçekleÅŸtiÄŸini gösteren kanıtlardı. Yeni deney, bu yolla açığa çıkan enerjinin nükleer kaynaÅŸma saÄŸlayacak bir büyüklüğe ulaÅŸabileceÄŸini düşündürüyor. Peki, acaba sıvı içinde patlayan küçük kabarcıklar, yıldızlarınkine eÅŸ bir enerjiye sahip olabilir mi? Ä°ÅŸte bu nokta çok tartışmalı ve bazı bilim adamları bu deneyin sadece laboratuvarda kendilerine yetecek miktarda nötron üretiminde kullanılabileceÄŸini belirtiyorlar. Ancak iÅŸin bu tarafına girmeden önce, ses dalgalarıyla sıvılardan enerji elde edilmesi fikrinin bir öğrenciye ait olduÄŸunu belirtelim.Ses ışığı nedir?Felipe Gaitan adlı bir üniversite öğrencisi, sudaki yalıtılmış gaz kabarcıklarından geçen ses dalgalarının, kabarcıkların ÅŸiddetle patlamasına ve ışık yaymasına yol açtığını gördü. Bu olguya, ses ışığı denildi.Bir ses dalgası, geçtiÄŸi ortam içinde, sırayla yüksek ve alçak basınç bölgeleri yaratır. Bir sıvı içindeki alçak basınç bölgesi, sıvıyı parçalayarak eriyik içinde çözünmüş gazların kabarcıklar oluÅŸturmasına yol açar. Parçalanma derinleÅŸtikçe kabarcıklar büyür ve çapları onlarca mikrona (milimetrenin binde biri) ulaşır. Parçalanmanın ardından bir sıkıştırma dalgası gelir ve kabarcıkların içindeki gazı büyük bir güçle sıkıştırır. Saniyenin çok kısa bir bölümünde kabarcığın sıcaklığı 30,000 dereceye ulaşır ve içindekiler, elektrik yüklü atom (iyon) ve elektronlardan oluÅŸan parlak bir plazmaya dönüşür. Sonunda kabarcık çöktüğünde saniyenin birkaç trilyonda biri kadar parlayıp sönen bir ışık yayar. Bu iÅŸlem, her parçalama ve sıkıştırma dalgasında yinelenir ve düzenli aralıklarla ışık yayılır. Ses ışığı, yüksek sıcaklık ve basınç altında gerçekleÅŸen iÅŸlemlerin basit ve ucuz aygıtlarla gerçekleÅŸtirilmesini saÄŸladığı için, araÅŸtırmacıların ilgisini çeken bir olgudur.DoÄŸru çıkarsaABD’de gerçekleÅŸtirilen yeni deney, eÄŸer elde edilen veriler doÄŸru çıkarsa, bir görüşe göre çekirdek araÅŸtırmasında bir devrim sayılacak. Deneyi yapan fizikçiler, kabarcıklardaki ısının Güneş’in yüzeyindeki sıcaklığa ulaÅŸtığını ileri sürüyorlar.Bu arada deneyi gerçekleÅŸtiren Taleyarkhan ile birlikte Oak Ridge'de çalışan Dan Shapira ve Michael Saltmarsh adında iki fizikçi, Taleyarkhan'ın sonuçlarını test etmek için bir deney daha gerçekleÅŸtirdiler. Ne var ki bu deneyde, nötronların daha karmaşık bir nötron dedektörü kullanıldığında saptanamadığı görüldü. DiÄŸer bilim adamları baÅŸka deneylerle Taleyarkhan'ın bulgularını inceleyecekler. Kaliforniya'da Lawrence Livermore National Laboratory'den Mike Moran şöyle diyor: '’Taleyarkhan'ın makalesi yamalı bohçaya benziyor. Teknik olarak her yamanın ortasında ne yazık ki bir delik bulunuyor’.Bu deney daha çok tartışılacak gibi.Â