19.8
Helyum gibi daha büyük çekirdeklerin üretilmesi için hidrojen gibi küçük çekirdeklerin birleşimine nükleer füzyon denir. Çekirdekler elektrostatik itmenin üstesinden gelmek zorunda olduğundan, füzyon reaksiyonlar 40 milyon Kelvin veya daha fazla sıcaklık gerektirir ve bu nedenle termonükleer reaksiyonlar olarak bilinir. Kütle numaraları 40 ile 100 arasında olan nüklitler nükleon başına yüksek bağlanma enerjisine sahiptir ve genellikle kararlıdır.
Bu nedenle, nükleon başına düşük nükleer bağlanma enerjisine sahip daha hafif çekirdekler, daha yüksek bağlanma enerjili daha ağır çekirdekler oluşturarak birleşme eğilimindedir. Ürünün nükleer bağlanma enerjileri ile reaktan çekirdekler arasındaki fark, büyük miktarda enerji üretir. Açık şekilde, bir gram helyum-4 oluşumu sırasında açığa çıkan enerji, bir gram uranyum-235'in fizyonundan önemli ölçüde daha büyüktür.
Peki, elektrik üretmek için füzyon kullanılıyor mu? Henüz değil! Füzyon için gerekli yüksek sıcaklıklarda, tüm moleküller iyonlaşmış atomlara ayrışarak bir plazma oluşturur.
Bu tür reaksiyonlar için, güçlü, simit şeklindeki bir manyetik alan bir reaktör görevi görür. Ancak, verimli kullanımı hala teknik bir zorluktur. Nitekim, hidrojenin helyuma füzyonu, güneş gibi ana dizideki yıldızlarda başlıca hidrojen yakma süreçlerinden biridir.
Yıldızlar helyum füzyonuna başladığında, iki helyum çekirdeği birleşerek berilyum-8 oluşturur. Helyum-4'ün aksine, berilyum-8 oldukça kararsızdır ve bunu endotermik, kolayca tersine çevrilebilen bir füzyon reaksiyonu yapar. Helyum füzyonu hızlandıkça, berilyum-8 daha bol hale gelir ve helyum-4 ile kaynaşarak, ara sıra kararlı karbon-12'ye uyarılmış durumda karbon-12 üretir.
Büyük yıldızlarda, karbon-12 ve helyum-4'ün kombinasyonu ile başlatılan bir füzyon reaksiyonları zinciri, magnezyum-24'e kadar bir dizi element üretir. Daha fazla füzyon reaksiyonu daha ağır nüklitler yarattıkça, reaktanlar ve ürünler arasındaki bağlanma enerjilerindeki azalan fark bu reaksiyonlardan daha az enerji üretilmesine neden olur. Dizi, nükleon başına en yüksek bağlanma enerjilerinden birine sahip olan nikel-56'da biter.
Bunun yerine, yıldızların veya süpernovaların benzersiz patlamalarının hemen öncesinde ve sırasında çok sayıda nötron veya proton yakalama olayıyla daha ağır elementler üretilir.
Çok hafif çekirdekleri daha ağır çekirdeklere dönüştürme işlemine, füzyon adı verilen bir işlem olan kütlenin büyük miktarda enerjiye dönüştürülmesi d…
Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.