Hər gün işığını görüb istiliyini hiss etdiyimiz Günəş, planetimizdə həyatın yaranmasında misilsiz xidməti olmuş enerji mənbəyidir. Bəs Günəş bu enerjini hardan əldə edir? Gəlin Günəşin necə yarandığına və onda hansı proseslərin getdiyinə baxaq.

Günəş sistemimiz yaranmamışdan qabaq, kosmos müxtəlif qaz və toz hissəcikləri ilə dolu idi. Hissəciklərin əksəriyyəti hidrogen və helium, digər hissəsi isə “ölmüş” ulduzlardan qalan materiallar idi. 4.5 milyard il bundan öncə, kosmosda səyahət edən enerji dalğaları bu hissəciklərə təzyiq göstərərək onları sıxışdırmış, bir yerə toplamışdı. Artan qravitasiyanın təsiriylə parçacıqlar içlərinə çöküb öz oxları ətrafında fırlanmağa başlamışdılar. Fırlanma qaz buludunun disk şəklində yastılanıb “protoulduz” halını almağına səbəb oldu. Mərkəzdəki materialların sıxca bir araya toplanması, füzyon enerjisi üçün lazım olan təzyiqi yaratdı və beləcə Günəş doğuldu.

Günəşin və ulduzların parlaqlıqlarının mənbəyi XX əsrə qədər müəmmalı idi. 1920-ci ildə ingilis astrofizik Artur Eddinqton enerjinin mənbəyinin ulduzun nüvəsində gedən hidrogen-helium füzyon reaksiyası olduğunu irəli sürdü. Başqa bir alim, Hans Bet, bu iddianı “proton-proton zənciri” ilə daha da möhkəmlətdi. Günəşdə füzyon enerjisi hidrogen atomlarının yüksək təzyiq və temperatur altında elektrostatik (eyniyüklü zərrəciklərinin bir-birlərini itələməsi) qüvvəni dəf edərək bir-birləri ilə qaynaşıb, helium atomlarını əmələ gətirməyislə yaranır. Sintez olunan helium atomunun enerjisi əvvəlki hidrogen atomlarının ümumi enerjisinin cəmindən az olur, çünki reaksiya zamanı böyük istilik enerjisi ayrılır. Bu istilik nəinki reaksiyanı davam etdirir, həmçinin ətrafa da bir miqdar yayılır. Günəş bu yolla hər saniyə 600 milyon ton hidrogeni heliuma çevirir.

Elə bu dövrlərdə atomun strukturunu tədqiq edən Yeni Zelandiyalı fizik Ernest Rezerford, atom içərisində zərrəcikləri bir-birinə bağlayan güclü qüvvənin atomdan ayırıla biləcəyini başa düşdü. Rezerfordun 1934-cü ildəki məhşur eksperimenti, hidrogenin ağır izotopu olan deyteryumun heliuma çevrilməsi zamanı böyük enerji əldə ediləcəyini sübut etdi. Rezerfordun bu nəaliyyətləri müasir füzyon araşdırmalarının önünü açmış, füzyon enerjisinin insanlığa faydalı ola biləcəyi ümidlərini yaratmışdır.

Füzyon enerjisini planetimizdə əldə etmək üçün “Süni Günəş”in yaradılması şərt idi. Füzyon reaktorlarının tikilməsi üçün müxtəlif prototiplər ABŞ, Birləşmiş Krallıq, SSRİ tərəfindən təklif edilmişdir, amma SSRİ-nin “tokamak” proyekti aralarında ən səmərəlisi və effektivi olaraq dəyərləndirilmişdir. Bildiyimiz kimi, reaksiya zamanı çox yüksək temperatur yaranır, bu istiliyə tab gətirə biləcək heç bir maddə olmadığı üçün tokamak reaktoru temperaturu “həbs etmək” məqsədiylə maqnit sahəsindən istifadə edir.

(Amerikanın ən müasir tokamak qurğusu)

Tokamak ən müasir reaktor olmasına baxmayaraq, öz növbəsində alimlərə bir çox problemlər yaşadırdı. Bu problemlərin qarşısını almaq üçün daha bahalı qurğular tikilməli idi. Proyekti həyata keçirmək üçün lazım olan xərclərin tək ölkə tərəfindən qarşılana bilməyəcəyi məlum olduqda, dünya dövlətləri ITER (Beynəlxalq Termonüvə Eksperiment Reaktoru) meqaproyektini təsis etdilər. Hal-hazırda araşdırma qrupu proyekti 2050-ci ildən gec olmayaraq reallaşdırmağı qarşısına məqsəd qoyub. Yeniliklərdən agah olmaq istəyirsinizsə, iter.org səhifəsini izləməyinizi tövsiyyə edirik.

Bəs füzyon enerjisi bizə nə vəd edir? Əgər füzyon reaktorları uğurlu şəkildə tətbiq edilə bilərsə, bu cəmiyyətə praktiki olaraq “sonsuz” enerji vəd edir. Həmçinin füzyon, atmosferə karbon buraxmadığı və radioaktiv tullantıları yox sayıla biləcək qədər az olduğu üçün ekoloji təmiz enerji mənbəsi hesab edilə bilər. Hazırda bu fikirlər elmi-fantastika kimi səslənə bilər, amma unutmayın ki, elmin müasir nəaliyyətləri də bir zamanlar xəyal olaraq görülürdü.


Hazırladı: Vüqar Namazov

Məqalədə istifadə olunmuş rəsmlər ABŞ Enerji Departamentliyinə məxsusdur.

İstifadə edilən mənbələr:
1. https://www.iter.org/newsline/-/1836; https://www.iter.org/proj/inafewlines
2. https://www.space.com/19321-sun-formation.html
3. https://www.energy.gov/articles/how-does-fusion-energy-work
4. https://en.wikipedia.org/wiki/ITER