Nükleer Fisyon ve Nükleer Füzyon’un her ikisi de büyük miktarda enerji açığa çıkaran nükleer olaylardır. Ancak farklı ürünler üreten farklı süreçlerdir. Nükleer fisyon ve nükleer füzyon işlemlerinin gerçekte ne olduğunu ve bunların birbirinden nasıl ayrıldığını kısaca öğrenelim.
Nükleer Fisyon: Nükleer fisyon bir atomun çekirdeği iki veya daha fazla küçük çekirdeğe bölündüğünde gerçekleşir. Bu küçük çekirdeklere fisyon ürünleri denir. Genellikle parçacıklar (örneğin, nötronlar, fotonlar, alfa parçacıkları) salınır. Bu işlem fisyon ürünlerinin kinetik enerjisini gama radyasyonu şeklinde serbest bırakan bir ekzotermik işlemdir. Enerjinin serbest bırakılmasının nedeni, fisyon ürünlerinin ana çekirdekten daha kararlı (daha az enerjik) olmasıdır. Bir elementin protonlarının sayısının değiştirilmesi esas olarak elementi birinden diğerine değiştirdiği için bir fisyon elementlerin dönüşümü olarak düşünülebilir. Nükleer fisyon, radyoaktif izotopların çürümesi gibi doğal olarak meydana gelebilir veya bir reaktörde veya silahta yapay olarak gerçekleştirilebilir.
Nükleer Füzyon: Nükleer füzyon, atom çekirdeğinin daha ağır çekirdekler oluşturmak üzere bir araya getirildiği bir işlemdir. Son derece yüksek sıcaklıklar (1.5 x 107°C civarında) çekirdekleri bir araya zorlar ve güçlü nükleer kuvvet onları bağlar. Füzyon oluştuğunda büyük miktarda enerji açığa çıkar. Enerjinin hem atomlar ayrıldığında hem de birleştiğinde serbest bırakılması mantıksız görünebilir. Enerjinin füzyondan serbest bırakılmasının nedeni iki atomun tek bir atomdan daha fazla enerjiye sahip olmasıdır. Protonları, aralarındaki geri tepmenin üstesinden gelecek şekilde yakınlaşmaya zorlamak çok fazla enerji gerektirir. Ancak bir noktada onları bağlayan güçlü kuvvet, elektriksel tepmenin üstesinden gelir.
Çekirdekler birleştirildiğinde fazla kalan enerji açığa çıkar. Fisyon gibi nükleer füzyon da bir elementi diğerine dönüştürebilir. Örneğin, yıldızlardaki hidrojen çekirdeği elementleri birleşerek helyum oluşturur. Füzyon, atom çekirdeğini periyodik tablodaki en yeni elemanları oluşturmaya zorlamak için de kullanılır. Füzyon doğada meydana gelir, ancak Dünya’da değil yıldızlardadır. Yeryüzündeki füzyon sadece laboratuvarlarda ve silahlarda gerçekleşir.
Fisyon ile Füzyon Arasındaki Fark
Hem fisyon hem de füzyon muazzam miktarda enerji açığa çıkarır. Nükleer bombalarda hem fisyon hem de füzyon reaksiyonları meydana gelebilir. Öyleyse fisyon ve füzyon arasındaki fark nedir?
– Fisyon atom çekirdeğini daha küçük parçalara böler. Başlangıç elemanları, fisyon ürünlerinden daha yüksek bir atom numarasına sahiptir. Örneğin uranyum, stronsiyum ve kripton üretmek için parçalanabilir.
– Füzyon atom çekirdeğini bir araya getirir. Oluşan element başlangıçtaki materyalden daha fazla nötron veya protona sahiptir. Örneğin iki hidrojen, helyum oluşturmak için kaynaşabilir.
– Fisyon, Dünya üzerinde doğal olarak meydana gelir. Bir örnek, yeterince küçük bir hacimde yeterli miktarda uranyum (nadiren) bulunması durumunda ortaya çıkan kendiliğinden oluşan uranyum fisyonudur. Öte yandan füzyon Dünya’da doğal olarak oluşmaz. Füzyon yıldızlarda oluşur.