Enerji Geyikleri III – Petrol Yerine Ne Kullanalım?

Petrol yerine ne kullanalımın cevabını bulmak için önce kısaca niye petrol kullanıyoruz, ona bakalım.

Petrol kullanıyoruz çünkü:

1) Petrol portatif, yani küçük miktarları örneğin bir arabanın deposunda, yanımızda gezdirebiliyoruz.

2) Petrolü çok küçük miktarlarda, kontrollü bir bicimde kullanabiliyoruz.

3) Petrolün çıkarılması ve islenmesi göreceli olarak kolay.

Bu arada petrolü niye değiştirmeyi düşündüğümüzü de bir daha hatırlayalım. Petrol yandığı zaman çevreye zararlı karbon dioksit veriyor. Ayni zamanda petrol kısıtlı bir kaynak ve gitgide tükeniyor.

Peki petrolü bırakalım da neyi alalım yerine?

Enerji elde etmenin en verimli yolu madde ve karşı maddeyi reaksiyona sokmaktır. Madde ve karşı madde birbirlerini tamamen yok ederler ve tüm kütleleri enerjiye dönüşür.

Bu reaksiyon o kadar verimlidir ki bir gram madde ve bir gram karşı maddeyi birleştirip elde ettiğiniz enerji (Einstein’ın meşhuur E=mc2 formülünü kullanırsak) 50 milyon Kilovat Saat’e eşittir. Daha basitçe, iki milyon litre benzinle kat edeceğiniz yolu bir gram madde ve karşı madde ile alabilirsiniz. Çok etkileyici değil mi?

Anti madde-madde reaksiyonunun hiçbir artığı yoktur, çevreye hiç zarar vermez, tabii ki bir avuç karşı maddeyi yutmaya kalkmazsanız.

Uzay Yolu dizisindeki Atılgan uzay gemisinin motorları karşı madde ile çalışır.

Karşı maddenin tek kusuru, kontrollü deneylerle birkaç karşı madde atomunun üretilmesi yada Uzay Yolundaki hayali kullanımı dışında gerçek hayatta hiçbir yerde bulunmamasıdır.

Bir gün belki karşı maddeden enerji üretebiliriz ama bu gün değil. O yüzden başka taraflara bakalım.

Mesela nükleer enerji.

Nükleer enerji iki yoldan elde edilir. Bir, uranyum gibi büyük atomların çekirdeklerini parçalayarak, iki hidrojen gibi küçük atom çekirdeklerini birleştirerek. Bunlardan ilkine fisyon, ikincisine füzyon denir.

Nükleer fisyon yani uranyum, plütonyum, vs. gibi büyük çekirdekleri parçalayarak enerji elde etmek bugün zaten yaptığımız bir şey. Nükleer santrallerin tümü fisyon prensibi ile uranyum atomunu parçalayarak ısı enerjisi elde ederler ve bu ısıyı elektrik enerjisine çevirirler.

Madde ve karşı madde maddenin %100’unu enerjiye çevirirken, fisyon, maddenin ancak %0.04’unu enerjiye döndürür, yani 2500 kat verimsiz bir yöntem. Başka bir deyişle bir gram madde ve karşı maddeden çıkan enerjiyi fisyon yolu ile elde etmek için altı kilo kadar uranyum kullanmak gerekir. Bu göründüğü kadar kotu değil. Düşünsenize altı kilo uranyumun enerjisi iki milyon litre benzinle ayni.

Nükleer fisyonu petrolü direkt değiştirmek için kullanamamamızın üç sebebi var. Bunlardan biri nükleer santrallerin çok ama çok büyük olmaları ve bu yüzden benzin gibi portatif olmamaları. Başka bir deyişle bir nükleer reaktörü arabanızın bir köşesine sığdıramazsınız. İkinci ama daha da önemli sebep ise nükleer fisyonun çok ciddi ölçüde tehlikeli atik yaratması. Fisyondan sonra ortaya çıkan maddeler yüksek derecede radyoaktiftir ve bu özelliklerini yüz yıllarca kaybetmezler. Üçüncü ve en önemli sebep ise fisyonun kontrolünün çok zor ve hassas olması. Ufak bir aksilik, bir atom bombası benzeri patlamaya yol açabilir.

Nükleer santrallerde elde edilen elektrik enerjisini tüm yollara troleybüs benzeri tellerle dağıtıp elektrik motorlu arabaları çalıştırmak pratik bir yöntem değildir. Her yere kablo döşemek ve elektrik dağıtımını güvenli olarak yapabilmek çılgınlık sınırında bir projedir.

Sonra kısıtlı bir kaynak olan petrolü yine kısıtlı bir kaynak olan uranyumla değiştirmek çok da iyi bir fikir olmayacaktır. Uranyum, göreceli olarak bol bulunsa da fisyon için gerekli olan turu çok da fazla bol değildir.

Son olarak her an bir atom bombasına dönüşebilen arabaların bolluğu pek de güvenli bir ortam oluşturmayacaktır. Kızım beni bıraktı, batsın bu dünya lan deyip kafayı çeken tipik bir cengaverin yapabileceklerini siz duşunun.

Fisyon olmuyorsa füzyona bakalım. Yani atom çekirdeklerini parçalamaktansa birleştirmeye. Bu işlemin fiziğini sonraya bırakalım. Bir cümle ile açıklarsak, dört hidrojen atomunun çekirdeklerini birleştirirseniz ortaya bir helyum atomunun çekirdeği ve bol bol enerji çıkar.

Füzyon, fisyona göre çok daha verimli bir reaksiyondur. Maddenin %0.3’u enerjiye dönüşür. Yani fisyonun aşağı yukarı on katı.

Füzyon enerjisi hayatimizin önemli bir parçasıdır çünkü Günesin ısı ve ışık kaynağı füzyondur. Her saniye 4.3 milyon ton hidrojen helyuma dönüşür. Yazım hatası yok, her saniye 4.3 milyon ton yada 4.3 milyar kilo.

Füzyon dünyevi olarak sadece termonükleer bombalarda yani hidrojen bombalarında kullanılır. Başka hiçbir pratik kullanımı yoktur.

Bunun sebebi ise dört hidrojen atomunun birleşecek kadar birbirlerine yaklaştırmanın zorluğudur. Hidrojen çekirdeklerinin etrafında donen elektronlar ayni eksi yüke sahip olduklarından birbirlerini iterler ve proton çekirdekler birleşemez.

Elektronların bu itişini geçip çekirdekleri birleştirmek için hidrojen çekirdeklerini çok yüksek hızla çarpıştırmak gerekir yani hidrojeni ısıtmak (yüksek isi=hızlı atom). Bu yüksek ısıyı ancak bir fisyon yani atom bombası patlatarak elde edebiliriz. Başka bir deyişle hidrojen bombasını patlatan aslında bir atom bombasıdır.

Bu yöntemle petrolün değişmesinin saçmalığı ortadadır. Kimse arabasının altında bir atom bombası patlatmayı istemez. Fisyonun tüm zorlukları termonükleer füzyon için de geçerlidir.

Başka bir problem ise termonükleer füzyonu kontrol etmektir. Bugünkü durumumuzda bir füzyon reaksiyonunu nasıl yavaş yavaş sürdürüp devamlı enerji alabileceğimizi bilmiyoruz. Başka bir deyişle hidrojenler helyuma dönüşmeye bir baslarsa gerisi kıyamet.

Kontrolsüz enerji üretimi hidrojen bombası için çok önemli olmasa da arabanızı park ettiğinizde oldukça önemli olacaktır.

Peki bir fisyon bombası patlatmadan füzyon reaksiyonu gerçekleşebilir mi?

Hepimiz umuyoruz. Bu güne kadar yapamasak da adını bile koyduk. Soğuk Füzyon.

Yalın yani termonükleer olmayan bir füzyon reaksiyonunun atik maddesi sadece helyum gazidir. Helyum gazi dünyanın en zararsız maddesidir. Kendisi dahil hiçbir maddeyle reaksiyona sokamazsınız. Sıvı haline bile çok nadir şartlarda dönüşür. Bir gaz olarak hayatını sürdürür ve dünyanın atmosferinde bile kalmaz, yavaş yavaş uçar ve uzaya karışır.

Bu gün bazı deneyler ve araştırmalar soğuk füzyon için umut verici sonuçlar ortaya çıkardı. Eğer bir gün gerçekleşirse, reaktörün boyu arabanın bagajına sığarsa ve hidrojenlerin helyuma donuşumu kontrollü bir bicimde gerçekleşirse petrolün yerine kullanılabilecek en önemli alternatif haline gelebilir.

Ama bugün hala halamın olsaydı eniştem olurdu durumundayız. Petrolün alternatifini bulmak için birileri soğuk füzyonu keşfedene kadar başka taraflara bakmamız gerekiyor.

Umudumuzu kesmeyelim, bir sonraki yazda aramaya devam edelim.