Geri Dön   Wardom.Org > Off-Topic > Bilim ve Teknik

 
Eski25-03-2008, 09:57   #1
blackmode
 
Büyük Enerji Planı - blackmode
Büyük Enerji Planı

2050 Yılı İçin Büyük Enerji Planı; Fosil yakıtlarının yerini güneş enerjisi alacak





ABD, enerji politikalarında radikal değişikliklere gidiyor. Kömür, petrol, doğalgaz ve nükleer santralardan kömür enerjisine geçerek, 2050 yılına kadar ülkenin elektrik enerjisinin %69'unu ve toplam enerjisinin %35'ini güneş enerjisi santralarından karşılamayı hedefliyor. Bu değişiklik, ayrıca, sera gazı emisyonunu büyük ölçüde frenleyecek.



ABD uzun süredir enerji faturasını azaltmanın yollarını arıyor. Pek çok siyaset bilimcisine göre Ortadoğu'da sürmekte olan savaşın gerçek nedenlerinden biri, ABD'nin küresel fosil yakıt pastasından en büyük paya sahip olmak istemesi. Çin, Hindistan ve diğer ulusların fosil yakıt talepleri arttıkça enerji savaşlarının giderek şiddetleneceğine kesin gözüyle bakılıyor. Bu arada kömür, petrol ve doğalgaz ile çalışan enerji santralleri ve modern yaşamın ayrılmaz parçası olan benzinli araçlar atmosfere milyonlarca ton sera gazı ve zararlı parçacıklar yayarken, insanlar küresel ısınma ile nasıl baş edeceklerini düşünüyor.

İyi niyetli bilim adamları, mühendisler, ekonomistler ve politikacılar, fosil yakıt tüketimini ve emisyonunu az da olsa azaltacak çeşitli çözümler üretme çabasında. Ancak bu çözümlerden hiçbiri bu devasa sorunu çözebilecek potansiyele sahip değil. Fosil yakıt kıskacından kendilerini kurtarmak için köklü değişikliklere gereksinim duyan ABD yönetimi, en akılcı çözümün güneş enerjisine geçmek olduğuna inanıyor.





GÜNEŞ ENERJİSİNİN POTANSİYELİ


Güneş enerjisinin potansiyeli henüz tam olarak bilinmiyor. Yeryüzüne 40 dakika süresince çarpan güneş ışığının içerdiği enerji, küresel enerji tüketim toplamına eşit. ABD ise bu konuda çok şanslı, çünkü ülkenin büyük bir bölümü güneş ışığından nasibini alıyor. Örneğin yalnızca güneybatıda 650.000 kilometre karelik bir alan güneş enerjisi ile çalışacak santrallerin kurulması için uygun. Bu bölge 4.500 katrilyon Btu (British thermal units) güneş ışını alıyor. Bu ışının % 2.5'luk bir oranı elektriğe dönüştürülebilseydi, ülkenin 2006 yılındaki toplam enerji tüketimini karşılayabilirdi.

ABD'nin güneş enerjisine geçmesi için çok geniş bir toprak parçasının fotovoltaik (FV) panellerle ve güneş ışığını odaklayan aynalarla kaplanması gerekiyor. Ayrıca enerjinin ülkenin dört bir yanına taşınması için doğru akım (DC) nakil ana hatlarının kurulması da gerekli.

Aslında bütün bunlar için teknoloji hazır. Uygulamaya geçmek için hazırlanan "Büyük Plan"ın yürürlüğe girmesi durumunda ABD'nin elektrik tüketiminin %65'i ve toplam enerjisinin %35'i 2050 yılına kadar güneş enerjisi ile karşılanacak. Bilim adamları bu enerjinin tüketiciye satış fiyatının bugünkü konvansiyonel enerji kaynaklarına eşit olacağını öngörüyor. Bu da elektriğin kilovat saatinin yaklaşık 5 sent olması anlamına geliyor. Eğer rüzgâr, biyo-kütle ve jeotermal enerji de aynı anda devreye girerse, yenilenebilir enerji 2100 yılına kadar ülkenin elektrik gereksiniminin %100'ünü ve toplam enerji gereksiniminin %90'nını karşılayabilir.

Federal hükümetin 2050 yılında tamamlanması düşünülen planın finansmanı için yaklaşık 400 milyar dolara ihtiyacı var. Bu çok büyük bir yatırım olarak düşünülse de kısa zamanda daha büyük bir miktarda getiri sağlayacak. Bir kere güneş santralleri çok az fosil yakıt tüketir veya hiç tüketmez. Bu da her yıl milyarlarca doların tasarruf edileceği anlamına geliyor. Altyapının kurulmasıyla, kömürle çalışan yaklaşık 300 santral, doğalgaz ile çalışan daha büyük 300 santral ve bunların tükettiği yakıt devre dışı kalacak. Plan, kısaca, ithal petrole olan bağımlılığı tümüyle ortadan kaldırırken, ABD'nin dış ticaret açığını azaltacak ve Ortadoğu'daki siyasi tansiyonu hafifletecek. Bu arada güneş teknolojisi kirlilik yaratmadığı için de plan, enerji santrallerinden 1.7 milyar ton, benzinli taşıtlardan 1.9 milyar ton sera gazı emisyonunu ortadan kaldıracak. 2050 yılında ABD'nin karbon dioksit emisyonu 2005 yılındaki emisyonun %65 altına inecek. Bunun da küresel ısınmanın frenlenmesi açısından önemli bir gelişme olması bekleniyor.



A) FOVOLTAİK ÇİFTLİKLER



Son yıllarda fotovoltaik (FV) pil ve modüllerin üretim maliyeti büyük ölçüde düşerek geniş ölçekli kullanımın yolu açıldı. Çeşitli pil çeşitleri bulunmasına karşın, bugün bunların en ucuzu ince kadmiyum telürid tabakalarından yapılanlardır. 2020 yılına kadar kilovat saat başına elektriği 6 sente mal etmek için kadmiyum telürid modüllerinin elektriği %14 verimlilikle dönüştürmesi gerekir. Şu andaki modüllerin verimliliği %10 civarında seyrediyor. Verimliliğin artırılması çalışmaları devam ederken, teknolojik gelişmeler de bu süreci hızlandırıyor. Bugün ticari verimlilik son 12 ayda %9'dan %10'a çıktı. Ayrıca modüller geliştirildikçe damlara yerleştirilen FV pillerinin ev sahipleri için giderek ucuzlayacağı da bir gerçek.

Büyük enerji planı dahilinde 2050 yılına kadar fotovoltaik teknolojisinin 3.000 gigavat (veya milyarlarca vat) enerji sağlaması amaçlanıyor. Bunun için 78.000 kilometre kare alana fotovoltaik modüllerin sırayla yerleştirilmesi gerekiyor. Bu, çok geniş bir alan gibi görünmekle birlikte, kömürle işleyen bir enerji santralının ihtiyacı olan alandan çok daha küçük.

2050 yılına kadar planın amaçlanan sonuçları vermesi için modüllerin veriminin %14'e çıkartılması gerekiyor. Ticari modüllerin verimliliği laboratuvarlarda üretilen güneş pillerinin verimliliğine erişmeyecek olsa da, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'nda geliştirilen kadmiyum telürid pilleri bugün %16.5 verimliliğe ulaşmış durumda. Bugün Ohio'daki First Solar adındaki üretici şirket ilk kez modül verimliliğini 2005'teki %10'dan 2007'de %10'a çıkartmayı başardı.
 

Eski25-03-2008, 09:57   #2
blackmode
 
Büyük Enerji Planı - blackmode

B) BASINÇLI MAĞARALAR

Güneş enerjisini kısıtlayan en önemli etmen, güneş ışığının olmadığı bulutlu günlerde ve güneş battığında elektrik üretmenin mümkün olmaması. Bu nedenle güneşin bol olduğu saatlerde ihtiyacın üzerinde enerji üretilmesi ve bunun da depolanması gerekiyor. Pil gibi enerji depolayan sistemler hem pahalı hem de verimsiz olduğu için kullanımları sınırlıdır. Bu durumda basınçlı-hava enerji depolama sistemi umut vaat eden bir seçenek olarak karşımıza çıkıyor. Bu sistemlerde fotovoltaik tesislerden elde edilen elektrik havayı sıkıştırır ve yeraltındaki boş duran mağaralara, terk edilmiş madenlere, tükenmiş doğalgaz kuyularına pompalar. Basınçlı hava istenildiği zaman elektrik üreten bir türbini döndürür. Türbin ise az miktarda doğalgaz ile çalışır.

Kaliforniya Palo Alto'daki Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü'nde yapılan araştırmaya göre sıkıştırılmış-hava depolama sisteminin maliyeti kurşun-asit pillerinin yaklaşık yarısı kadar. Buna bağlı olarak 2020 yılında kilovat saat başına enerji maliyetinin 8-9 sent civarında olabileceği hesaplanıyor.



C) SICAK TUZ





Büyük plan dahilinde güneş enerjisinin beşte biri, yoğunlaştırılmış güneş enerjisi olarak bilinen teknolojiden yararlanarak sağlanacak. Bu tasarımda uzun, metalik aynalar güneş ışığını, içi sıvı dolu borulara odaklanır. Burada ısınan sıvı bir ısı eşanjörünün içinden geçer ve sonucunda bir türbini çalıştıracak oranda buhar üretir.

Enerjinin depolanması sırasında borular içi erimiş tuz ile dolu, izole edilmiş, büyük tanklara bağlanır. Erimiş tuz ısıyı büyük bir verimlilikle muhafaza eder. Geceleri ısı buradan alınır ve buhar haline getirilir.

ABD'de uzun yıllardır toplam kapasitesi 354 megavat olan 9 adet güneş enerjisi tesisi güvenilir bir şekilde elektrik üretiyor. Nevada'da 64 MV gücünde yeni bir tesis Mart 2007'de devreye alındı. Ne var ki bu tesislerin ısıyı depolama özelliği bulunmuyor. Büyük Plan'ın tasarlandığı gibi yürümesi için 16 saatlik bir depolama sistemi gerekiyor. Ancak bu sistem ile birlikte 24 saat elektrik üretmek mümkün olabilecek.

Şu anda varolan tesisler incelendiğinde yoğunlaştırılmış güneş enerjisinin uygulama açısından kolaylıklar içerdiği görülüyor. Ancak burada da maliyet konusu öne çıkıyor. 2006'da hazırlanan bir rapora göre 2015 yılında, yoğunlaştırılmış güneş enerjisi kilovat saat başına 10 sente elektrik üretebilecek.




ALTYAPI SORUNU

Bugün kömür, petrol, doğalgaz ve nükleer enerji santraları enerjinin gerekli olduğu bölgelerin yakınlarına kuruludur. Oysa ABD'nin güneş enerjisi üretim tesislerinin güneybatı bölgesinde toplanması bekleniyor. Şu anda varolan alternatif akım (AC) enerji hatları enerjiyi bu tesislerden alıp tüketicilere taşıyacak miktarda ve nitelikte değil. Ayrıca uzun mesafelerde enerji kayıplarının çok fazla olacağından kaygı duyuluyor. Bu bağlamda yeni, yüksek voltajlı doğru akım (HVDC) enerji nakil hatlarının kurulması gerekiyor.

Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda yürütülen bir çalışmaya göre uzun mesafe HVDC hatları AC hatlarından daha az enerji kaybı yaşayacak. Nakil hatlarının oluşturacağı altyapı plana göre güney batıdan çıkarak ABD sınırları boyunca ilerleyecek. Hatlar, enerjinin AC'ye dönüştürüldüğü konverter istasyonlarında sonlanacak



Resim 1:
Tucson Electric Power Company'nin Arizona'da kurduğu 4.6 megavat gücündeki tesis binlerce fotovoltaik pilden oluşuyor. Piller bir araya gelerek modülleri, kablolarla birbirine bağlanan modüller ise dizileri oluşturuyor.



Resim 2: Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi tesisleri güneybatıda fotovoltaik çiftlikleri tamamlayacak. Kaliforniya'daki Mojave Çölü'nde kurulan Kramer Junction tesisi, İsrail'den aldığı teknoloji ile 1989 yılından beri çalışmakta.
 

Eski25-03-2008, 10:45   #3
blackmode
 
Büyük Enerji Planı - blackmode

Türkiye, Nükleer Enerjiye Yatırım Yapılırsa Karanlıkta Kalacak


Enerji üretimini hızla özelleştiren Türkiye'de
politik ihtiras uğruna nükleer enerjinin yüksek maliyetleri,
vergi veren yurttaşların ve elektrik kullanan son tüketicinin sırtına yükleniyor.



Nükleer Yasa Tasarısı hakkında Greenpeace Görüşü ve Bilgilendirme Dosyası

7 Kasım 2007, İstanbul- Nükleer yasa yeniden meclis gündemine taşınırken Greenpeace çağrısını tekrarlıyor: "Türkiye, nükleer enerjiye yatırım yapılırsa karanlıkta kalacak."



Greenpeace Akdeniz İklim ve Enerji Kampanyası Sorumlusu Hilal Atıcı "Nükleer enerjiye yatırılan her kuruş, Türkiye'de yenilenebilir enerji ve enerji verimliliğine dayanan bir gelecek umudunu karartmaktır. Bu hatalı karar alınmadan tüm milletvekillerini yeniden sağduyuya çağırıyoruz." Dedi.


Nükleer enerjiyle ilgili göz ardı edilmemesi gereken gerçekler:



Dünyada nükleer enerjiye yönelik talep düşüyor:

Şu anda dünyada yapım aşamasında yalnızca 22 reaktör bulunuyor. Bunların çoğu (17) Asya'da yapılmakta. 22 reaktörden 16'sı ya Çin ya Hindistan ya da Rus teknolojisi ve bu teknolojilerin hiçbirinin OECD ülkelerine ithalatı beklenmiyor. Bu arada Almanya, İsveç, İspanya gibi ülkeler nükleer enerjiyi devre dışı bırakacaklarını açıklarken ABD'de son 30 yıl içinde tek bir reaktör siparişi bile verilmedi.

Yapım aşamasındaki 22 reaktörden 5'inin ise inşaatı 20 yıldan uzun bir süre önce başladı. Bu da reaktörlerin zamanında ve öngörülen maliyetlerle tamamlanacağına yönelik iddialara kuşkuyla yaklaşılmasına neden oluyor. Bunun dışında inşasına başlanmış ve yapımları askıya alınmış 14 reaktör bulunuyor. Askıya alınan reaktörlerin 10'u Orta ve Doğu Avrupa'da.



Finlandiya'da inşa edilen Olkiluoto reaktörü hepimize ders olmalı:

Avrupa'da son yirmi yıl içinde sipariş verilmiş tek reaktör olan Olkiluoto3, Türkiye'deki politikacılara önemli bir ders olmalı. Zira, yeni bir reaktör yapımının ekonomik anlamda ne kadar kötü bir tercih olduğunua iyi bir örnek. Güvenlik endişeleri nedeniyle Olkiluoto3'ün inşaa süresinin giderek daha da uzaması, öngörülen maliyetlerin fazlasıyla aşılması ve şu anda AB tarafından yasal soruşturma altında bulunan gizli devlet sübvansiyonları gibi sorunlar nükleer endüstrinin karşı karşıya bulunduğu büyük ekonomik çıkmazları açıkça ortaya koyuyor. Aralık 2006'da reaktörü inşa eden Fransız Areva firması, reaktörün programın 18 ay gerisinde olduğunu ve bütçenin en az 700 milyon Euro üzerine çıkılacağını açıkladı.


Piyasa ekonomisi nükleer enerjiyi oyun dışı bırakıyor:

Enerji piyasasının devlet tekeli tarafından yürütüldüğü dönemde nükleer yatırımların ekonomik risklerini yurttaşlar ve devlet üstleniyordu. Enerji piyasalarının özelleştirilmesiyle, risk santral yapımcılarına devredildi. Avrupa Birliği'nde ve ABD'de 50 yıllık bir tarihi olduğu ve artık ekonomik olarak olgunlaşmış olduğu varsayıldığı için nükleer enerjiye doğrudan devlet teşviki verilmiyor. Bu nedenle yatırımcılar; bankalar, hissedarlar ve kredi değerlendirme ajanslarına bağlıdır. Bu organizasyonlar her türlü santral yatırımını riskli görüyorlar. Bu nedenle, nükleer enerjinin yatırım maliyetleri rekabet edemeyecek seviyelerde artmaktadır.

Sonuç olarak, tüketiciler yeni bir santral inşasının ekonomik risklerini sırtlanmadığı zaman, zaten rekabet edemeyecek düzeyde düşük güvenirliliği ve yüksek fiyatı olan ve ciddi maliyet aşımı riski bulunan nükleer enerjinin rekabetçi bir piyasada hiçbir şansı kalmıyor. Örneğin, sabit fiyat sözleşmesi ile inşa edilen Olkiluoto projesinde Finlandiya'nın satın alıcı olarak aldığı risk azaltılıyor ve risk Areva tarafından yükleniliyor (Bu nedenle, Fransa'nın gizli sübvansiyonları şu anda AB tarafından soruşturma altında). Türkiye'de ise maalesef, yeni nükleer yasa tasarısı fiyat sınırlaması getirmeden elektriğe 15 yıl boyunca alım garantisi verdiği ve devletin de ortak olmasına olanak tanıdığı için, risk nükleer santrali yapan firmaya değil, tüketiciye ve devlete yükleniyor. Kısacası, enerji üretimini hızla özelleştiren Türkiye'de politik ihtiras uğruna nükleer enerjinin yüksek maliyetleri, vergi veren yurttaşların ve elektrik kullanan son tüketicinin sırtına yükleniyor.



Ayrıca yasada, santralin sökümünden şirket kilovatsaat başına sadece 0,15 dolar/cent olarak sorumlu tutuluyor. Oysa Kanada Enerji Araştırma Enstitüsü'ne göre santralin sökümü kilovatsaat başına 0,45 euro/cent'e maloluyor. (3) Bu da demektir ki, santralin sökümü için oluşturulacak fon kesinlikle yeterli olmayacak ve geri kalan masraflar eninde sonunda hazine tarafından karşılanacak. (Yasada yüzde 25'e kadar hazine sorumluluğu zaten kabul ediliyor.)

Bu durum her seferinde piyasa ekonomisinin faydalarını savunan bir hükümetin çelişkilerini ortaya çıkarıyor. Hükümetin enerji üretim seçenekleri arasında ekonomik olarak en risklisi ve güvenlik açısından en kötüsü olan nükleer enerjiyi haklı çıkarmak için geriye tek bir seçeneği kalıyor: "Karanlıkta kalacağız" diyerek felaket tellallığı yapmak ve halkı pahalı elektrik satın almaya zorlamak ve karşılığında santral yapımcılarını korumak.



Enerji (D)evrimi: yenilenebilir enerjiler ve enerji verimliliği doğru politikalar üretildiği sürece çok daha ucuz ve güvenli bir seçenek (2)

Nükleer yasa tasarısı da açıkça gösteriyor ki, nükleer enerjiye yatırım yapmak; enerji talebine karşılık vermenin en ucuz yolu olan enerji verimliliği ve tasarrufu politikalarını gözden çıkarmak anlamına da geliyor. Zira Türkiye'deki enerji verimliliği potansiyeli onlarca büyük ölçekli nükleer santrali önleyebilir büyüklükte. Örneğin sadece iletim hatlarının (elektrik şebekesinin) rehabilite edilmesi Türkiye'de üretilen elektriğin en az %10'unun kazanımı anlamına geliyor(1). Oysa planlanan 5000MW'lık nükleer enerjinin 2020 yılında elektik üretimi içindeki payı sadece %4 olacak. Elbette enerji verimliliği elektrik şebekelerinin rehabilitasyonundan çok daha geniş bir alanı kapsıyor.

Nükleer enerjinin merkezi bir üretim biçimi olması da verimsiz bir teknoloji olmasına neden oluyor. Nükleer enerji ile elde edilen enerjinin %61.5'i ısı enerjisi olarak kaybediliyor. Oysa daha küçük ölçekli inşa edilecek kojenerasyon veya "birleşik ısı ve elektirik" santrallerinde bu kaybedilen ısı enerjisini kullanmak mümkün. Enerji üretimi tüketime yaklaştırıldığı için iletim kayıpları da neredeyse sıfıra indiriliyor. Rusya ve İran'dan yüksek fiyatlarla alınan doğalgaz sadece ısı veya sadece elektrik üretiminde kullanmak yerine birleşik sistemlerde kullanılsaydı Türkiye'nin ekonomik kazancı çok daha yüksek olacaktı.

Enerji Bakanlığı'nın enerji verimliliğine hiçbir olanak tanınmayan senaryo çalışmalarına göre Türkiye'nin 2020 yılı elektrik enerjisi ihtiyacı yıllık 500 TWs'e yükselecek. Türkiye'de güvenli ve temiz yenilenebilir enerjilerden ekonomik elektrik elde etme potansiyeli ise 541 TWs.


 

Eski25-03-2008, 10:49   #4
blackmode
 
Büyük Enerji Planı - blackmode

Tek Çare Güneş ve Rüzgâr


Konferansta, Türkiye'deki rüzgâr
ve güneş enerjisi potansiyelinin
değerlendirilmesi gereği üzerinde
duruldu.


EMO Başkanı Kemal Ulusaler,
Türkiye'nin güneş ve rüzgâr enerjisine yatırım yapması gerektiğini söyledi

Mersin'de düzenlenen "Nükleer Enerji Sempozyumu"nda konuşan Elektrik Mühendisleri Odası (EMO) Genel Başkanı Kemal Ulusaler, 21. yüzyılın enerji tercihinin rüzgâr ve güneş enerjisi olması gerektiğini vurgulayarak.


"Türkiye, bu iki alana zamanında yatırım yapsaydı enerji piyasasında önemli bir pazar payı elde edebilirdi" dedi. Ulusaler, hükümetlerin rüzgâr ve güneş enerjisi yatırımlarına "kaynak yok" diyerek karşı çıktığını, ancak nükleer enerji santralı için para bulabildiklerini söyledi.

EMO Mersin Şubesi ve Mersin Üniversitesi tarafından düzenlenen sempozyumda Türkiye'deki ve dünyadaki enerji sorunu, nükleer enerjinin kullanımıyla ilgili tartışmalar ele alındı. Konuşmacıların büyük bölümü Türkiye'deki rüzgâr ve güneş enerjisi potansiyelinin değerlendirilmesi gereği üzerinde durdu.

EMO Genel Başkanı Kemal Ulusaler, 20. yüzyılın enerji tercihlerinin kömür ve petrol olduğunu, ancak petrol krizleri nedeniyle enerji çeşitlendirilmesine gidildiğini anımsattı. 21. yüzyılın tercihinin ise rüzgâr ve güneş olması gerektiğine dikkat çeken Ulusaler, "Türkiye de enerji konusunda bir yer edinmek istiyor. Türkiye'nin kâğıt üstünde olsa da bir enerji planı var. Bu plan ne kadar gerçekçi? Türkiye'nin uygun enerji modellerine geçmesi gerekiyor. Ayrıca ülkedeki enerji potansiyelinin tespit edilmesi gerekiyor" diye konuştu.
 

Eski25-03-2008, 10:52   #5
blackmode
 
Büyük Enerji Planı - blackmode

Soğuk Füzyon


1983 Mart ayı sonlarında Amerika Birleşik Devletleri'nin Utah eyaletinde gerçekleştirilen bir deney, büyük yankılar yaratmış ve füzyon enerjisine yönelik geniş bir ilgi uyandırmıştır. Bu deneyin ve dolayısıyla soğuk füzyonun ayrıntılarına girmeden önce, füzyon enerjisinin tanımını yapmak gereklidir. Bu amaçla, Bilim ve Teknik Dergisi'nin Mayıs 1983 sayısında ayrıntılarıyla verilen bilgileri yeniden kısaca özetlemek yararlı olacaktır.

Nükleer füzyon, atom çekirdeklerinin birbirleriyle kaynaştırılmasıdır. Çekirdekler pozitif elektrik yüklü olduklarından ve bu nedenle birbirlerini ittiklerinden proton sayısı az olan çekirdekler daha kolay kaynaştırılabilir. Bu tür çekirdeklere sahip atomlar arasında, hidrojenin izotopları olan döteryum ve tritiyum atomları büyük önem taşımaktadır. Döteryum çekirdeğinde 1 proton ve 1 nötron, tritiyum çekirdeğinde ise 1 proton ve 2 nötron vardır. Bu çekirdekler yaklaştırılıp kaynaştırıldıkları zaman, aşağıda gösterilen nükleer reaksiyonlar oluşur:



D + D [T + 1.01 MeV] + [p + 3.03 MeV]

[He3 + 0.82 MeV] + [n + 2.45 MeV]

D + He3 [He4 + 3.67 MeV] + [p + 14.67 MeV]

D + T [He4 + 3.52 MeV] + [n + 14.06 MeV]



Görüldüğü gibi, reaksiyonlardan çok yüksek kinetik enerjilere sahip helyum çekirdekleri ile proton ve nötron tanecikleri çıkmaktadır. Bu ürünler reaksiyonun oluşturulduğu bölmeyi saran ve genellikle lityumdan yapılmış olan bir tabakaya saplanır ve bu sırada enerjilerini ısıya dönüştürürler. Bu tabakayı soğutmak için kullanılan bir sıvı, bu ısıyla buharlaşır ve elektrik üretimi için kullanılır. Bir gr döteryumda 3 x 1023 çekirdek bulunduğu göz önüne alınırsa, 100 megavat-saat enerji üreteceği ortaya çıkar. Döteryum izotopu doğal hidrojen içinde % 0.02 oranında bulunduğuna göre. yaklaşık 80 litre normal sudan bu enerjinin üretilebileceği ve okyanuslarda bulunan döteryum miktarının 10-100 milyon yıllık enerji gereksinimini karşılayacağı saptanabilir. Bu nedenle nükleer füzyona, enerji sorununun kesin çözümü olarak bakılmaktadır. Diğer bir üstünlüğü de herhangi bir radyoaktif artık bırakmamasıdır; çünkü son ürün asal helyum gazıdır. Bu yönleriyle füzyon, son otuz yıldır bilimin önde gelen amaçlarından biri olmuş ve bu uğurda milyarlarca dolar ve maddi değerlerle ölçülemeyecek yoğunlukta emek harcanmıştır.




Soğuk füzyonun oluşturulduğu düzenek.


Bugüne kadar yapılan çalışmalar ise genellikle "sıcak füzyon" yöntemi çevresinde toplanmıştır. Birbirini iten çekirdekleri kaynaştırabilmek için akla gelen ilk çare, çekirdekleri çok yüksek hızlarla birbirleri üzerine göndermektir. Bunun için de en doğal yol, gazı ısıtmaktır. Yapılan incelemeler, yeterli hızı sağlamak için, döteryum gazının 100 milyon derece mertebesinde bir sıcaklığa ısıtılmasının gerekli olduğunu ortaya koymaktadır. Ayrıca, çekirdeklerin çarpışıp kaynaşma olasılığını artırmak için, bu sıcaklıkta bir gazın belirli bir hacimde ve yoğunlukta, belirli bir süre tutulabilmesi gerekmektedir. Bu işlemler için reaktöre oldukça büyük bir enerji girdisi sağlanmakta ve füzyon reaksiyonlarından çıkan enerji henüz bu girdiyi dahi karşılayamaz halde bulunmaktadır. Tüm bu zorluklara rağmen sıcak füzyon son otuz yılda çok büyük bir aşama kaydetmiş ve beklenmedik bir zorlukla karşılaşılmazsa ikibinli yılların başında enerji üretimine başlayabilecek bir düzeye gelmiştir.

Sıcak füzyon üzerinde çalışmalar sürerken, pek umut vermeyen diğer bir yöntem üzerinde de çok daha mütevazi bir düzeyde bir takım araştırmalar yapılmaktaydı. Öncülüğünü 1940 yılında, tanınmış Sovyet bilim adamı Andrei Sakkarov'un yaptığı bu araştırmalar, müyon adıyla anılan bir taneciğe dayanıyordu. Bu tanecik doğada uzaydan gelen kozmik ışınlar içinde bulunmakta ve ancak 2 mikrosaniye yaşayabilmektedir. Kütlesi, elektron kültesinin 207 katı, elektrik yükü ise elektronunkinin aynısıdır. Dolayısıyla böyle bir tanecik, döteryum atomuyla karşılaştığı zaman büyük kütlesi ve negatif yükü sayesinde atomdaki elektronu kolaylıkla yörüngeden kovup yerine kendisi geçebilmektedir. Büyük kütlesinden ötürü elektron yörüngesinden 207 kat daha küçük yarıçapta bir yörüngeye oturmaktadır. Yörüngelerinde müyon bulunan iki döteryum çekirdeği böylece birbirlerine kolaylıkla 207 kat daha fazla yaklaşabilmekte ve oda sıcaklığında kaynaşma olasılıkları 1080 kat daha artmaktadır. Bu nedenle söz konusu yönteme "soğuk füzyon" adı verilmektedir. Kozmik ışınlar içinde gelen müyon taneciklerinin sayısı çok az, yeryüzünde güçlü hızlandırıcılar yoluyla elde edilmeleri de çok pahalı olduğundan, bu yöntem yakın zamana kadar fazla ilgi çekici olamamıştır.

Geçtiğimiz Mart ayında Amerika Birleşik Devletleri'nin Utah eyaletinde M. Fleischmann ve D. Pons adlarındaki iki bilim adamının soğuk füzyonu son derece basit bir yöntemle, yaklaşık 100 saat boyunca gerçekleştirdiklerini ve verdikleri enerjinin 4 katını aldıklarını açıklamaları, doğa! olarak büyük yankılar uyandırmıştır. Bu yöntem, paladyum ve titanyum gibi metallerin bir asır kadar önce saptanmış ve diğer amaçlarla kullanılan bir özelliğine dayanmaktadır. Söz konusu metaller çok miktarda hidrojen gazını ve izotoplarını soğurup depo edebilme özellikleriyle tanınmaktadır. Bu iki bilim adamı bir şekilde çok miktarda döteryum gazını palladyumun kristal örgüsü içindeki çok küçük boşluklara sokarak, anormal yoğunlukla döteryum gazı elde etmeyi, böylece döteryum çekirdekleri arasındaki uzaklığı azaltıp, füzyon olasılığını artırmayı amaçlamışlardı. Başka bir deyişle, müyonun yaptığı işi, yüksek yoğunlukla başarmayı planlamışlardı. Döteryum gazını palladyum içine çok miktarda sokabilmek için elektrokimyasal güçlere, daha açıkçası herkesçe bilinen elektroliz olayına başvurmuşlardı. İçinde hidrojen yerine döteryum bulunan ve "ağır su" diye anılan su dolu şişelere çeşitli çaplarda, onar santim uzunluğunda palladyum çubukları daldırmış, çubukların çevresine ince platin telden yapılmış helezon şeklinde kafesler geçirmiş, palladyum ile platini, bir akünün negatif ve pozitif kutuplarına bağlayıp beklemeye başlamışlardır. Negatif gerilimdeki palladyum çubuklarının yüzeyinde döteryum iyonları birikmeye ve difüzyon yoluyla çubuğun içlerine girerek, kristal örgüsü içindeki boşluklara yerleşmeye koyulmuş, üç ay sonunda palladyum çubuktan füzyon belirtileri olan nötronların çıktığı hem doğrudan hem de dolaylı yoldan (alfa ışınları vasıtasıyla) gözlenmiştir. Böylece bu iki bilim adamı kendileri dahil herkes tarafından çok saçma diye nitelendirilebilecek böylesine basit bir yöntemle, füzyon olayını gerçekleştirmiş ve ertesi gün yaptıkları basın toplantısıyla dünyaya duyurmuşlardır.

Yöntemin basitliği, dünyanın çeşitli yerlerinde irili ufaklı kuruluşlarda. İlgili ilgisiz kişilerce bu deneyin tekrarlanmasına yol açmış, nötron üretimini saptamak, bir onur meselesi haline getirilmiş ve olayın temeline yönelik bilimsel araştırmalar şimdilik bir kenara itilerek dünya, belki de zamansız ve gereksiz şekilde umutlandırılmıştır. Fleischmann ve Pons'un deneyindeki en büyük çelişki, çıkan nötron sayısıyla, yani füzyon reaksiyonu sayısıyla elde edilen enerjinin hiçbir şekilde bağdaşmamasıdır. Ölçülen enerjiye karşılık gözlenmesi gereken nötron sayısı, belirtilen sayının 100 milyon katıdır. Öte yandan ölçülen enerji, bilinen her kimyasal reaksiyonun 100 katıdır. Bu durum, deneydeki ölçümlerin doğruluğu hakkında ciddi şüpheler uyandırmakladır. Nitekim, bir ay sonra İtalya'da Frascatti Laboratuvarları'nda yapılan daha yalın, kimyasal işlemler içermeyen bir deneyde gözlenen nötron sayısı ilk deneydekinden 200 kat fazla olmasına karşılık, ölçülen enerji üretimi ileri sürülenin milyarda biri mertebesinde olmuştur. 1960 yıllarında yine çok basit yöntemler olan "patlayan teller" ile bu deneylerde çıkan nötron sayısından 1000 ya da 10000 kat fazla nötron elde edilmesine rağmen, bu şekilde pek bir yere varılamayacağı saptanarak bu araştırmalar terk edilmiştir.

Sonuç olarak, soğuk füzyon deneylerinde füzyon reaksiyonu oluşturulduğunun kesin olduğunu, sayısının ise henüz sağlıklı bir şekilde saptanamadığını söyleyebiliriz. Yazının başında verilen denklemlerden görüleceği üzere, bu reaksiyonlarda tritiyum ve helyum gazları da oluşmakta, kesin reaksiyon sayısını saplayabilmek için, nötronların yanı sıra bu gazların miktarının da ölçülmesi gerekmektedir. Bu ölçümlerden sonra reaksiyonları gerçekleştiren fiziksel mekanizmanın kesinlikle saptanabilmesi için, bir dizi deneyin daha yapılması, sonuçların olumlu çıkması halinde yöntemin geliştirilmesi ve verimin artırılması yönünde çalışmalara hız verilmesi gerekir. Son olarak, sıcak ya da soğuk yöntemlerle füzyon enerjisinin ikibinli yılların başında hizmete sunulmasını bekleyebiliriz.


Kaynak: Tübitak Bilim ve Teknik Dergisi, Haziran 1989,
Sayfa: 9-10
 

Eski25-03-2008, 11:00   #6
blackmode
 
Büyük Enerji Planı - blackmode

Termonükleer Enerji

Mevcut fosil yakıtlarının (petrol, kömür vs.) önümüzdeki 30-40 yıl içinde tükeneceği beklentisinden hareket edilerek, geleceğin enerji gereksinmesinin yarısına yakın bir kısmının nükleer enerji ile karşılanması umulmaktadır. Nükleer enerjinin ortaya çıkarılması iki temel sürece dayanır. Bunlardan birincisi, günümüzdeki reaktörlerin kullandığı fisyon sürecidir. Bu sürecin yakıtları uranyum, toryum gibi ender bulunan elemanlar olup, mevcut teknik olanaklarda bir gelişme olmadığı takdirde elde edilebilen miktarın bu gereksinmeyi ancak bir asır mertebesinde bir süre için karşılaması beklenebilir. Zararlı artıkları da göz önüne alınınca, bilim adamlarının çabaları ikinci süreç olan füzyon, ya da başka bir deyişle, termonükleer enerji üzerinde yoğunlaşmaya başlamıştır.

Termonükleer Enerjinin İlkeleri :


Bu enerjinin dayandığı nükleer süreçler şu şekilde gösterilebilir:




Bu denklemlerin anlamı şöyle açıklanabilir: Deuterium (D) ve tritium (T), hidrojen elema-nının izotoplarıdır. İki deuterium çekirdeği birleştirliebilirse ya 1.01 Mega-elektron volt enerjisinde bir tritium çekirdeği ile 3.03 Mega-elektronvolt enerjisinde bir proton, ya da 0.82 Mega-elektronvoltluk bir helyum çekirdeği ile 2.45 Mega-elektronvoltluk bir nötron oluşur. Diğer iki denklem de buna benzer biçimde açıklanabilir. Bu denklemlerden görüleceği üzere, 3 deuterium çekirdeğiyle yola çıkılırsa, sonunda bir helyum çekirdeği (alfa taneciği bir nötron, bir proton ve toplam olarak 21.61 Mega-elektronvotluk enerji elde edilir. Bu enerji ise, 9.62x10-19 kw-saat olarak ifade edilebilir. Bir gram deuterium'da 3x1023 çekirdek bulunduğuna ve her 3 çekirdek bu kadar enerji verebileceğine göre, 1 gram deuterium yaklaşık olarak 100 Megavat saat enerji üretebilecek demektir, deuterium izotopunun doğal hidrojen içinde % 0.02 oranında bulunduğu anımsanırsa, 1 gram deuterium'un 50 litre sudan elde edilebileceği görülür. Dolayısıyla, okyanuslardaki suyun dünyanın enerji gereksinmesini 70 milyar sene boyunca karşılayabileceği görülür. Yukarıdaki denklemlerle gösterilen tüm reaksiyonların son ürünü. enerjinin yanı sıra. alfa, nötron ve proton tanecikleri olup, bu tanecikler kolaylıkla soğurulablleceklerinden herhangi bir uzun ömürlü, zararlı, radyoaktif artık da oluşturmazlar.







Termonükleer Reaktör İçin Koşullar




Şekil 1 : Manyetik ayna yöntemi: Bu şekildeki kareler, iki manyetik alan sarımının kesitlerini göstermektedir. B, manyetik alan çizgilerini, F ise yüklü tanecikler üzerindeki manyetik gücü temsil etmektedir. Bu konfigürasyon içindeki bir yüklü tanecik, şekilde görülen helezon tipi bir yörüngeyi izler.


Çok çekici görünen bu sürecin denetimli bir şekilde gerçekleştirilebilmesinde çeşitli zorluklar vardır. İki pozitif yüklü deuterium çekirdeğini, aralarındaki elektrostatik itme gücüne rağmen kaynaşabilecekleri bir yakınlığa kadar birbirlerine yaklaştırabilmek için bu çekirdeklere yaklaşık 10 kilo-elektronvolt mertebesinde kinetik enerji verebilmek gerekir. Bu enerji sıcaklıkla ifade edilirse, çekirdeklerin 100 milyon dereceye kadar ısıtılması anlamına gelir. Yakıtın böylesine yüksek bir sıcaklığa ısıtılabilmesi için reaktöre büyük bir enerji sağlanması gerektiği açıktır. Reaksiyonlardan elde edilecek nükleer enerjinin en az enerjiye eşit olması da ekonomik bir zorunluktur. Bu düzeyde bir nükleer enerji elde edilebilmesi için çok sayıda çekirdeğin reaksiyona sokulabilmesi gerekmektedir. Bu sayı Lawson tarafından saptanmış olup, gerçekleştirilebilmesi için her santimetreküp başına 1014 çekirdeklik bir yoğunluğun en az 1 saniye süresince tutulabilmesi gerektiği ortaya çıkmıştır.

Gerekli koşulları sağlayabilmek için deuterium gazının söz konusu sıcaklıklarda ne durum aldığına bakmak gerekir. 150.000 derece mertebesinde bir sıcaklıkta, deuterium gazı tamamen iyonize olur. Maddenin bu şekilde iyonize olmuş durumuna "plazma" hali denir, elektrik alanları uygulandığında akım geçirir ve ısınır. Manyetik alan uygulandığı zaman ise sıkışır; çünkü yüklü tanecikler manyetik alana dik yönde serbestçe hareket edemez ve dairesel yörüngelere otururlar. Bu nedenlerle, plazmayı manyetik bir alan ile hapsedip sıkıştırmak ve elektrik alanları ile ısıtmak ilk akla gelen yöntemlerden biri olmuştur. Ancak, düzgün ve yeknesak bir manyetik alanın plazmayı hapsedemiyeceği açıktır: çünkü manyetik alana paralel yönde hareket durdurulamaz. Buna çare olarak manyetik alan şiddetini iki uçta arttıran sistemler geliştirilmiş ve bunlara "manyetik ayna" adı verilmiştir. Şekil 1'de görüleceği üzere, birbirinden belirli bir uzaklıkta, aynı eksen üzerine yerleştirilmiş, halka şeklinde iki sarım, manyetik ayna sisteminin en basit örneğidir. Böyle bir manyetik alan içindeki yüklü bir taneciğin aynalara (sarımlara) doğru yaklaştığında dairesel yörüngesinin çapının ufaldığı ve geriye doğru bir manyetik güç ile itildiği görülür. Bu güç, taneciklerin büyük bir kısmını iki ayna arasında tutabilmekle birlikte, manyetik alana paralel yöndeki hızları belirli bir değerin üstünde olan tanecikler bu göçü yenip aynadan kaçabilmektedirler. Bu kaçışı azaltabilmek amacıyla çeşitli yöntemler denenmekteyse de, bu yolla erişilen değerlerin hedeflerin henüz oldukça gerisinde olduğunu itiraf etmek gerekir.




Şekil 2 : Tokamak sistemi : Çevresinde sarım bulunan dikdörtgen çerçeve, transformatör çekirdeğini göstermektedir. Genel uygulamada, yüzeyleri birbirine dik ve birer kenarı plazma halkasının içinden geçen dört çerçeve kullanılır. Primer sarımı ise bu ortak kenarın çevresine sarılmıştır. BT, plazma halkasının çevresine eşit aralıklarla dizilmiş yassı sarımların oluşturduğu eksenel magnetlk alan. BP ise Ip plazma akımının oluşturduğu magnetlk alandır. Yüklü tanecikler. bu iki alanın bileşkesi olan Bnet çevresinde şekilde görülen helezon tipi yörüngeleri izler. I, transformatör primer akımını göstermektedir.
Tokamak Sistemi
 

Eski25-03-2008, 11:00   #7
blackmode
 
Büyük Enerji Planı - blackmode

Manyetik alanın uçlarından tanecik kaybını önlemek amacıyla, manyetik alan çizgilerinin kapalı birer daire oluşturdukları manyetik torus konfigürasyonu akla gelen ikinci çare olmuştur. Simit şeklinde bir nüve üzerine sarılan bobinden geçirilen akım yoluyla oluşan manyetik alan, bu konfigürasyonun en basit örneğidir. Bu tür alanın kullanıldığı araştırmalar, "Tokamak" ve "Stellerator" adlarıyla tanımlanan iki ana grupta toplanmıştır. Tokamaklar, şekil 2'de gösterilmiş olup, karmaşık bir transformatörden ibarettir. Transformatörün sekonder sarımı, simit şeklinde bükülmüş paslanmaz çelikten bir borunun içine doldurulmuş deuterium gazıdır. Alçak güçte bir radyo frekans alanı ile gaz önce iyonize edilerek iletken durumuna sokulur. Hemen sonra, transformatörün çok sarımlı primer devresine akım verilir ve tek sarımlık bir sekonder oluşturan gazdan çok yüksek bir akım geçmesi sağlanır. Bu akımın çelik boru ile paylaşılmasını önlemek için, boru çeşitli yerlerinden yalıtkan şeritlerle kesilmiştir. İçinden geçen yüksek akım nedeniyle deuterium plazması çok yüksek derecelere kadar ısıtılabilir. Isınan taneciklerin çelik cidara kaçarak nötralize olmalarını önlemek amacı ile de çelik boru çevresince dizilmiş yassı sarımlardan geçirilen akım yoluyla toroidal magnetik alan (BT) oluşturulur. Bu arada deuterium gazından geçen akımın poloidal yönde oluştuğu manyetik alan (BP)'de IxBP gücü nedeniyle gazı daha da sıkıştırarak yoğunluğunu arttırır. Stelleratorların tek farkı, yassı sarımlar yerine heliks şeklinde sarımlarla hem BT alanının tümünü, hem de BP alanının bir kısmını üretmesidir. Bu şekilde BP alanının plazma akımına bağımlılığı ve bu akımdaki bozulmalardan çok fazla etkilenmesi önlenir.



Şekil 3 : Tokamak sistemlerinin kronolojik durumu : Dikey eksen, tanecik yoğunluğu ile sürenin çarpımını, yatay eksen ise, tanecik sıcaklığını göstermektedir. Kesikli eğri ile gösterilen bölgenin içi, termonükleer reaksiyonların gerçekleştiği ve reaktörün ekonomik olabildiği bölgedir. Parantez içindeki sayılar, yılları göstermektedir.

Bu yöntemin amaca ulaşması yolunda iki önemli engel kalmıştır. Bunlar, gaz akımı halkasında bazı kararsızlıklardan oluşan dirsek ya da benzeri şekilde bozulmalar ile, plazma direncinin ısındıkça düşmesidir. Akım halkasının dışa doğru dirsekler yapması plazmanın cidara değip nötralize olması, elektrik direncinin düşmesi ise, belli bir sıcaklıktan sonra akımın plazmayı artık ısıtamıyacağı anlamına gelir. Bu engellere rağmen geçen 20 yılda aşılan yol şekil 3'de de görüleceği gibi oldukça ümit vericidir. DEMO ve STARFIRE reaktörlerinde, çelik boru üzerine yerleştirilen lityum tabakası, termonükleer enerjiyi taşıyan nötronları durdururken ısınacak ve bu tabakayı soğutan akışkanın buharından elde edilecek elektrik enerjisi insanlık hizmetine sunulacaktır. Bu reaktörler için öngörülen büyüklükleri de şöyle özetleyebiliriz: torus dış çapı: 12 metre, iç çapı: 4 metre, plazma akımı : 7 milyon amper ve manyetik alan : 6 tesla mertebesinde olacaktır.

Son olarak, güçlü lazer demetlerinin küçük deuterium hedefleri üzerine uygulanarak termonükleer sıcaklık ve yoğunlukların sağlanmaya çalışıldığı, ancak bu amaç için gereken lazer gücünün günümüzdeki lazerlerden 100 kat daha büyük olduğunu ve bu yöntemin tokamaklara göre daha yavaş ilerlediğini de belirtmekte yarar vardır.

-- Güneş rüzgarı olarak adlandırılan. Güneş'ten ayrılan yüklü partüküllerden oluşan ve Dünya'dan da geçen sürekli akıntının hızı, ses hızının 1.200 katıdır.
 

Eski25-03-2008, 15:42   #8
bycazz
 
Büyük Enerji Planı - bycazz

emeğine sağlık su an biraz basım agrıyor öylece bi göz gezdirdim aksama okuyacağım bilgiler için thanks verebilirsem +k
 

Eski26-03-2008, 21:06   #9
yasba
 
Büyük Enerji Planı - yasba

Türkiye alternatif enerji kaynağı açısından çok zengin , nükleere ihtiyaç falan yok . Sadece rüzgar enerjisiyle mevcut enerjimizden kat kat fazlasını üretebiliyoruz hemde nükleerden çok daha ucuza . Hem ekonomik hem çevreci , tek kötü yanı fazla rant yok o yüzden siyasiler pek sevmiyor .
 

Cevapla





Şu Anda Konuyu Görüntüleyenler: 1 (0 üye ve 1 misafir)
 

Forum saati Türkiye saatine göredir. GMT +2. Şuan saat: 00:47.
(Türkiye için GMT +2 seçilmelidir.)



pvp serverler, ukash, Maç Özetleri, diğer yarım son bölüm, kırmızı shop, dövme, kız oyunları


İçerik sağlayıcı paylaşım sitelerinden biri olan Wardom Internet Adresimizde 5651 Sayılı Kanun’un 8. Maddesine ve T.C.K’nın 125. Maddesine göre TÜM ÜYELERİMİZ yaptıkları paylaşımlardan sorumludur. Wardom hakkında yapılacak tüm hukuksal şikayetler için webmaster \@wardom.org adresi ile iletişime geçilmesi halinde ilgili kanunlar ve yönetmelikler çerçevesinde en geç 3 (üç) gün içerisinde Wardom yönetimi olarak tarafımızca gereken işlemler yapılacak ve avukatlarımız size dönüş yapacaktır.