Yeni Enerji Kaynakları.

Yeni Enerji Kaynakları.
ipriff, hiç bulut yoktur ve medenle sürekli olarak tef enerjisi akar. Bu enerji
\e güç istasyonları tmmbnasında kullanılabilir. Tirit bir istasyonda bir kaç kMometre genişliğinde güneş gSkn olabilir. Bu piller güneş emerjisini elektriğe MmOştürürler. Sonra da bu elektrik mikrodalga mâjasyonuna dönüştürülerek JBmyaya yollanır ve orada da A* dalgalar tekrar elektriğe ötüştürülerek dağıtılabilir. Mfjtfr bir proje bugün
testirilebilir fakat henüz gerekli değildir.

Yukarıda: Güneş enerjisinden elde edilebilen ana enerji türleri. Organizmalarda fotosentez sonucu oluşan kimyasal enerji, biyokimyasal (örneğin fermantasyon) ve termal (ısıtarak) yollarla, yanıcı maddelere dönüştürülebilirler. G ün"ş radyasyonundaki ısı su ısıtmada ve dolayısıyla bunların ısıtılmasında kullanılabilir. Aynı zamanda bu ısı tıırbo elektrik jeneratörlerinde (termomekanik dönüşüm) kullanılabilir. Güneş enerjisinden ftüneş pillerinin yardımıyla elektrik elde edilebilir.
ENERJİ ÜRETMEK YENİ BİR YÖNTEM
Güneş enerjisinin elektriğe çevrilme¬si en önemli değişik enerji üretim yöntemlerinden biridir. Petrol gibi fo-İ sil yakıtlar yenilenemez ve bu yakıt¬lar tükenmektedir.
Tam tersine, güneş enerjisi güneş sistemi yok olana kadar sürecektir.
Elektrik için buhar üreten güneş istasyonu
1- Soğuk su girişi
2- Pompa
3- Parabolik aynalar
4- Isı emen sıvı
5- Isı değiştiricisi
6- Kömür veya sıva yakıtla
çalışan kaynatıcı
7- Güneş istasyonu ve
kaynatıcıdan çıkan buhar
5-1- Güneş ışınları H 2- Yönü ayarlanabilir ayna rç ,3- Kaynatıcı i 4- Isı emen sıvı ' 5- Pompa 1 6- Rezervuar : 7- Buhar jeneratörü K 8- Elektrik jeneratörü
Fotoelektrik hücreler tarafından elek¬trik olarak, aynalar tarafından ısı ola¬rak veya yaşayan organizmalar tara¬fından kimsayal enerji olarak toplan-sa bile güneş enerjisi tükenmez.

GÜNEŞ
ENERJİSİNDEN
YARARLANMA
Güneşte çok büyük miktarda enerji vardır. Örneğin, bir nükleer santra¬lın üzerine bir günde radyasyon ola¬rak düşen güneş enerjisinin miktarı o nükleer santralın aynı gün oluştur¬duğu enerjiye eşittir. Güneşten gelen ısı ve dalgalar çok seyrektir, bu nedenle enerji elde et¬mek için bunlar yoğunlaştırmalıdır. 3u fotoelektrik pilleriyle başarılmak¬tadır. İsıyı yoğunlaştırmak için de ay¬nalar kullanılmaktadır. Diğer bir şekilde içinde su dolaşımı olan ısı emici paneller de kullanıla¬bilir.


Güneş enerjisiyle çalışan santrallar
Böyle bir santral güneş enerjisinin en iyi şekilde yararlanıldığı yerdir. Şe¬kil 3'te ana prensipler gösterilmiştir.
Yüzlerce metrekarelik bir alandaki aynalar, güneş ışığını toplayıp bir si¬lindir şeklindeki kaynatıcıya yönlen¬dirirler. Su veya başka bir sıvı ısınır, dolaşıma girer ve rezervuarın başka bir bölgesinde bu ısı sudan alınır. Bu ısı da jeneratörü çevirecek buharı oluşturmada kullanılır.
Buhar, elektrik üreten bir türbini çe¬virir. Aynalar da güneşi izlemek üze¬re yapılmıştır. Böylece güneşten en iyi şekilde yararlanılır.
Endüstride güneş enerjisi
Bir çok endüstriyel işlemde, yenile¬nemeyen yakıtlardan elde edilen buhardan yararlanılmaktadır. Bazı böl¬gelerde, güneş bu buharı hem de ha¬vayı kirletmeden oluşturabilir. Çalı¬şılan projeler arasında, güneş ener¬jisini toplayan ve parabolik aynalar¬dan yapılmış, güneş pilleri vardır. Bu aynalar, güneşten gelen ısıyı bir sı¬vıya sevkederler. Bu sıvı bir ısı dö¬nüşümü yapan yere gelir ve burada buhar oluşturur.
Çok miktarda sıcak su
Güneşten gelen ısı eylerde sıcak su üretiminde kullanılabilir. Güneş ışın¬lan, evlerin damına yapılan güneş panelleriyle toplanır. (Şekil 5)
Soğuk su borular sistemiyle panelin altından geçirilir ve su güneş ışınla¬rıyla ısıtılır. Sıcak su iyice yalıtılmış depolara sevk edilir ve buradan di¬ğer devrelere dağıtıl

Uzayda güneş enerjisi
Uydulardaki araç ve aletleri çalıştır mak için gerekli elektrik uydular; monte edilmiş güneş pillerinden e: de edilir. Bu pillerde ince silikoi (0.95 mm.) tabakaları yardır. Bu sili konlar güneş enerjisini elektriğe de nüştürürler. Uydu için gerekli birka<>YAŞAMDAN ENERJİ
Şimdiye kadar bahsedilen enerji el¬de etme yolları oldukça iyidir, fakat önemli bir dezavantajları vardır: Enerji uzun bir süre depolanamaz ve bulutlu günlerde bu sistemler çalışa¬maz ve iyi bir enerji kaynağı pratik olması için, sürekli enerji sağlamalı¬dır. Fotosentez sayesinde bitkiler güneş¬ten elde ettikleri enerjiyi kimyesal olarak depolayabilirler. Bu kimyasal enerji de çeşitli şekillerde kullanıla¬bilir. Örneğin, yakılabilir. Kömür, petrol, gaz gibi fosil yakıtla¬rı, bitkilerin ve hayvan artıklarının kimyasal enerjilerinden oluşmuştur. Her yıl fotosentez yapan organizma¬lara belli bir miktarda enerji depolan¬maktadır. Ayrıca bu 'yeşil enerji'den henüz pek yararlanamamaktadır. Fakat yine de yeşillikten enerji elde etme çalışmaları gittikçe artmaktadır. Belki de bir kaç yıl sonra yeterli tek¬noloji oluştuğu zaman, fabrikalar özellikle bu iş için yetiştirilmiş bitki¬ler kullanacaklardır. Yandaki sayfadaki şekil, yeşil bitki¬lerden enerji elde etmenin bir yolu¬nu göstermektedir. Isıtmak için ya¬kacak olarak veya elektrik üretmede kullanılabilir. Projede, çok iyi bir ya¬kıt olan hidrojen, suyun belirli orga¬nizmalar tarafından parçalanmasın¬dan elde edilmektedir. ENERJİ KRİZİ Ana endüstriyel ülkeler yıllık dünya enerji tüketiminin % 60'ını kullan¬maktadırlar. Birkaç yıl öncesine ka¬dar bu miktar her yıl yüzde üç artı¬yordu. Sonunda, enerji kıtlığı baş gösterdi. Eğer dünya bugünkü gelişmesini sürdürürse kömür ve yakıt kaynak¬ları kısa sürede tükenecektir. Görünüşte buna basit bir çözüm yok. Eğer nükleer enerji başarıya ulaşır¬sa çok miktarda enerji elde edilebi¬lecek. Fakat bu enerji taşınabilir de-ğildir,bu nedenle taşıtlar için bir çö¬züm değildir. rjiel-Fakat irdir: »zve sdışa- ratik malı- Bütün bitki çeşitleri enerji kaynağı olarak kullanılabilir, özellikle tarımda kullanılan bitkiler, tarımsal artıklar en iyileridir. Aşağıdaki şekil, bitkilerden nasıl evleri ısıtmak veya elektrik üretmek için enerji elde edilebileceğini göstermektedir. Mikroskobik algı gibi organizmalar güneş enerjisini kullanarak suyu çok değerli bir yakıt olarak hidrojene ayırabilirler. Temelde, bitkileri enerjiye dönüştürmenin iki yolu vardır -Biyokimyasal ve termokimyasal. Biyokimyasal metod formentasyona dayanır. Bu metodda mikro¬organizmalar metan (doğal gaz) ve etanol (sıvı yakıt) oluştururlar. Termokimyasal j ısıtılarak enerjiye t yöntem odunun, kömürü ve yama gaz* edilmesidir.
BİTKİLERDEN ENERJİ ELDE EDİLMESİ
Nükleer Enerji ve Uygulamaları Amerika Birleşik Devletleri'nin nükleer denizaltıst Skate, Kuzey Buz Denizi'nin buzlu sularında su yüzüne çıkıyor. Modeli, I954'te yapılan ilk nükleer denizaltı olan Natilüs'e benzemektedir. Nükleer enerjinin askeri alanda kullanımına iyi bir örnektir. dyoaktil izotop NÜKLEER ÇAĞ" Nükleerçağa,1942yrtında,EnricoFer-mi (1901 -54) tarafından yönetilen bir fizikçi grubunun Amerika'da ilk nük¬leer reaktörü açması ite başladı. Bu aletleri geliştirerek bilim adamları atomların parçalanmalarını kontrol edebiliyorlar. Bir gram uranyum 235'den elde edilen enerji 6.000 ton kömürden elde edilen enerjiye eşit¬tir. Nükleer enerji ilk olarak 1945 yılın¬da öldürücü bir bomba olarak kutla¬nıldı. 1945'de Amerika, Japonya'ya, biri Nagasaki diğeri Hiroşima'ya ol¬mak üzere iki atom bombası attı. Atomların barışçıl ilk kullanımı 1954'de Sovyetler Birltüi'nin elektrik üretmek için açtığı nükleer santralle başladı. Sonra da ABD ilk nükleer denizaltı, Natilûs'ü yaptı. Son 25 yıldır, nükleer enerjinin ba¬rışçıl amaçlarla kullanım sahası elek¬trik üretimindedir. NÜKLEER ENERJİNİN KULLANIM ALANLARİ türbin deniz Nükleer reaktörde, uranyum 235 birçok dönüşüme uğrar ve bu sırada pek çok radyoizotoplar oluşur. Her elementin birçok izotobu olabilir,. Hepsinin de özellikleri aynıdır, yalnızca çekirdeklerindeki nötron sayıları farklıdır. Radyoaktif izotop kobalt 60 tümör tedavisinde kullanılır. Kobalt silahı adı verilen bir makine (sağda) kullanarak, doktorlar zararlı tümör hücrelerini radyasyona tutarak öldürürler. İzotopların tıpta başka bir kullanım alanı daha vardır. Organlardaki düzensizlikleri bulmada kullanılır, içinde radyoaktif izotoplar bulunan maddeler vücuda enjekte edilir. Radyoaktiviteyi takip eden bir alet, izotobu takip eder ve organların görüntüleri ekranda oluşur. Görüntü bütün düzensizlikleri gösterir. Bir bebeğin kıkırdak bezlerini gösteren görüntü. 1980'de dünyamızda, çalışan veya yapım halinde olan yüzlerce nükleer santral vardı. Nükleer santrallerin bu büyük hızla yayılması protestolara yol açmıştır. Bu olay özellikle, birkaç kez meyda¬na gelen radyoaktiv sızıntı olayları nedeniyle ABD'de bütün nükleer santrallerin kapatılması için kampan¬ya başlatılmasına kadar büyümüştür. Nükleer enerjinin diğer bir uygulama alanı da izotoplardır. Bunlar bazı ele¬mentlerin, uranyumun parçalanma¬sı sırasında oluştuğu farklı şekilleri¬dir. Bu izotopların oluşturduğu rad¬yasyon, bazı düzensizlikleri tedavi¬de (yukarıdaki resme bakınız) ve en¬düstride malzemeleri sterilize etme¬de ve kimyasal maddeleri inceleme¬de kullanılır. Bilim adamları nükleer fizyonu enerji kaynağı olarak kulla¬nan bir reaktör yapımında uğraşıyor¬lar (sağdaki örnek.) Bu güneşte ol¬duğu gibi, atomları parçalamak ye¬rine birleştirme prensibine dayanı¬yor. Nükleer fısyon, güneş dahil bütün yıldızların enerji elde etme yöntemidir. Disteryum (Hidrojenin izotopu) gibi hafif elementlerin birleşerek, helyum gibi daha büyük çekirdekler oluşturmasına denir. Reaksiyonda, ilk kütlenin bir kısmı enerjiye dönüşür. Gelecekte, fizyon, disteryum ve trityumu yakıt olarak kullanan önemli bir enerji kaynağı olacak.
FİZYON REAKSİYONLARI
Fizyon reaktörü yuvarlak bir odadan oluşur. Burada trityum ve disteryum binlerce derece sıcaklığa ısıtılırlar. Bu sıcaklıkta gaz iyonize olur (yükselir) ve odanın duvarlarından manyetik alanlarla uzak tutulur. İyonlar birbirleriyle birleşirler ve dışarıya enerji verirler. Bu enerji sıvı lityum tarafından emilir ve elektrik üreten jeneratörlerde kullanılır. YAVAŞ VE HIZLI NÜKLEER REAKTÖRLER
Bir nötron uranyum 235 atomuna çarptığı zaman fisyon olayı meyda¬na gefîr. Çekirdek iki parçaya bölü¬nür. Aynı zamanda büyük miktarda enerji açığa çıkar. Buna ek olarak, iki veya üç nötron daha oluşur (Sağda, Şekil C).Bu nötronlar bir madde ta¬rafından yavaşlatıldıktan sonra, baş¬ka uranyum çekirdeklerini de parça- layabilirler. Böylece zincirleme reak¬siyon başlar. Bir nükleer reaktör, kontrollü bir şe¬kilde açığa çıkan enerjiyi ısı şeklin¬de alır. Şekil A ve B (karşıda) bir nük¬leer reaktörün çalışma prensiplerini gösteriyor. Şekil D'de de bir nük¬leer santral görülüyor. İlk nesil nükleer reaktörler yavaş nöt¬ron tipindedir, yavaşlatıcı bir madde kullanırlar. Bu reaktörlerin dezavantajı az miktarda bulunan do¬ğal uranyum tüketmeleridir. Geliştirilen yeni nesil reaktörler, tü¬kettiklerinden daha fazla radyoaktif yakıt üreteceklerdir. Bunlar hızlı re* aktörlerdir. Bu reaktörde, plütonyum 239 ve uranyum 235'ten oluşan aktif bir çekirdek vardır. Bu 1 çekirdeğin etrafı İ uranyum 238'le ! çevrilidir. Bu doğada çok bulunan, uranyumun bir izotopudur. Fakat reaksiyona giremez. Resim, reaktörün çekirdeğinde yakıtların yerleşimini gösteriyor. Uranyum 238, aktif çekirdekte olan fisyondan aldığı nötronlarla plütonyum 239 haline dönüşür, böylece reaksiyona katılabilir. Bu yolla, reaktör harcadığından fazla yakıt üretmiş olur. 1-Tutma ve yüklta"çüb 2- Yedek sodyum pompası 3- Ana sodyum pompası 4- Ara ısı değiştiricisi 5- Kontrol çubukları 6- Harcanan yakıt elementleri için depo 7- Kendini yenileyen örtü 8- Aktif çekirdek <*. sıvı sı~yum (sârrj 10- Çizgisel kalkan 11-Ara kalkan 12- Kalkan 13-Buhar Jeneratörü 14- Türbine buhar girişi 15- Su girişi 16- Sodyum dolaşımı 17- Sodyum deposu.? kontrol çubuğu %, ı kırmızı: 92 - koyu kırmızı: çekirdek basınç altında sıcak su türbin buhar i ^ontrol çubukları 'f reaktör anyum 238 bir nötron ikalar ve uranyum 239 haline geçer. Bu madde, bir beta ısnr ve neptunyum 239'a dönüşür. Bu da bir beta ışır ve plütonyum 239'a dönüşür. mlaştırma teri
BİR NÜKLEER GÖÇ İSTASYONUNUN DİYAGRAMI
Bunlarda reaksiyonu yavaşlatacak bir madde yoktur. 'The Superphoe-nix' (soldaki resim) hızlı bir reaktöre örnektir, ilk olarak Fransa'da diğer Avrupa ülkelerinin yardımıyla yapılı¬yor. bu jeneratör de bir türbini çevirerek elektrik üretir. Yukarıda, şekil A da, J 942'de yapılan ilk reaktöre benzeyen bir reaktörü göstermektedir. Soldaki büyük resim, Fransızlar'in hızlı reaktörü Superphoen'vcdir. Sağda, buhar jeneratörlerinin bulunduğu dört binadan biri vardır. Jeneratördeki aktif çekirdek soğutucu olarak iş gören büyük bir sıvı sodyum rezervuarı ile çevrilidir. Sodyum tarafından alınan ısı, yine sodyumdan oluşan bir ara ısı değiştiricisinden geçer. Bu yerdeki ısı da, buhar jeneratörüne verilir, 1. Uranyum çubukları. 2. Yavaşlatıcı. Bu fisyonda oluşan nötronları yavaşlatan grafit veya su gibi bir maddedir. 3. Kontrol çubukları nötronları yutan bir maddeden yapılmıştır. Bu çubuklar reaksiyon yavaşlatmak için indirilir, hızlandırmak için çıkarılır. 4. Soğutucu sıvı: Bu bir gaz (karbondioksit gibi), su veya sıvı sodyum olabilir. İflntrol çubuğu ddesl nötron çekirdek tarafından emiliyor Su reaksiyonda açığa çıkan ısıyı alır, bunu bir ara ısı emici yardımıyla elektrik üreten buhar türbinlerine aktarır
Bilim, doğadaki şeyleri bulmakla uğraşır! Bilim adamları, yaşadığımız dünyayı, etrafı çevreleyen havayı, kabuğunu oluşturan kayaları, üzerinde yaşayan hayvan ve bitkileri inceler. Bilim, bilgi araştırmasıdır. Bilimin temeli de maddedir. Görebildiğimiz herşey ve normal gözle göremediğimiz gazların hepsi maddedir. Gökyüzündeki yıldızlar gibi, vücudumuz da maddeden oluşmuştur. Bilimin, maddeyle ve maddelerin birbiriyle ilişkilerini inceleyen bölümüne kimya denir.

ATOM TEORİSİ
Maddenin kısaca tanımı: "Fiziksel bir cismin yapıldığı şeydir.
Akıl geliştiğinden beri, 'madde'nin ne olduğu filozofları çok düşündür¬müştür. M.Ö. altıncı yüzyıl gibi eski zamanlarda, Yunan Filozofu Tha-les, bütün yaşayan canlıların su¬dan yapıldığını söyledi. Yüzyıl sonra, bir Yunanlı, suyun, maddeyi oluşturan dört element¬ten biri olduğunu iddia etti. Diğer üç element, yer, ateş ve havaydı.
Bir süre sonra, başka bir Yunan Fi¬lozofu Democritus, doğru cevabı verdi. Maddenin, küçük, değişik şekillerde sert ve parçalanmayan parçacıklardan oluştuğunu söyle¬di. Maddenin gaz, avı veya katı ol¬ması birşeyi değiştirmezdi. Mad¬deye özelliğini veren bu parçacık¬ların nasıl yerleştikleriydi. Bugün, bu parçacıklara atom diyoruz. Atom teorisi bilimsel olarak, yüz¬yıllar sonra, bir İngiliz okul müdü¬rü olan John Dalton'un ispatlı de¬neylerden sonra bütün kimyasal elementlerin -Bütün doğal madde¬lerin oluştuğu temel parçacıklar-

bir çeşit atomdan meydana geldi¬ğini söylemesiyle ortaya atılmış oldu.
Atom, belli kimyasal özellikteki elementlerin en küçük parçasıdır. Bazı elementler tek bir atomdan meydana gelir bazıları ise birçok atomun birbirine bağlanarak, mo¬leküller oluşturmasından meydana gelir. Bir elemente ait bir atom, başka bir elementin atomuyla birleşerek bileşik meydana getirir.
KİMYASAL BİLEŞİKLER
Bir seker kristalinin en küçük par¬çacığına kadar ezildiğini düşünün. Bu şekerin özelliklerini taşıyan en küçük parçacık tek bir moleküldür.
Fakat bu molekül, hidrojen, karbon ve oksijen atomlarına parçalanabi¬lir.
Bir bileşiğin özelliği, bileşiği oluş¬turan elementlerin özelliğinden farklıdır. Şeker beyazdır ve parça¬lanabilir. Karbon ise siyah bir ka¬tı, hidrojen ve oksijen ise renksiz gazlardır.
Tuz, evlerde kullanılan başka bir kimyasal maddedir. Sodyum ve klor atomlarından oluşmuştur. Eğer bilim adamları formülleri, atomların isimlerini kullanarak yaz-salardı çok uzun bir iş olacaktı. Bu nedenle her atomun kısaltılmış bir simgesi vardır. Tuz bir sodyum, bir klor atomundan yapılmıştır. Sodyu¬mun simgesi Na, klorun simgesi
Solda: Laboratuvarda, bir kimyager bir kimyasal deneyi dikkatlice izliyor.


Yukarıda: Serpen lakım yudumdaki bir nebulamn, % 90'ım, uzayda en çok bulunan element olan hidrojen oluşturur.

ise Cl'dir. Tuzun kimyasal formü¬lü ise NaCI'dır.
Bu formül, bir kimyasal maddenin sadece hangi atomlardan oluştu¬ğunu değil aynı zamanda bir mo¬lekülde her elementten kaç tane ol¬duğunu da gösterir. Bir tuz mole¬külünde her elementten sadece bir tane vardır. Suyun kimyasal for¬mülü H2O dur. Bu formül, bir su molekülünün iki hidrojen (H) ato¬mundan ve bir oksijen (O) atomun¬dan oluştuğunu gösterir.
ELEMENTLERİN BİRLEŞMESİ
Atomda, herbiri eksi yüklü elek¬tronlar vardır. Bunlardan bazıları kolayca ayırılabilir ve atomun (iyon) kalanı daha dengelidir. Baş¬ka bir elementin atomu bu elek¬tronları alır ve böylece bu iki atom birleşir. İyonik (veya kovalent) bağ oluştururlar.
örneğin, sodyum klorla tuz oluş¬turmak için birleşince, sodyum faz¬la bir elektronunu klora verir. Böy¬lece sodyum artı yüklü, klor ise ek¬si yüklü olur. Bu iki atom farklı yük¬lere sahip olduklarından birbirleri¬ni çekerler.
Atomların böyle kimyasal bağlar¬la başka atomlara bağlanabilme özelliğine valenslik denir. Bu bağı oluşturan elektronlara da valens elektronları denir.

Aşağıda: Seyrek hidroklorik asit, demir sülfürün üzerine hidroklorik asit
dökülünce, demir sülfürdeki demir, asitteki klorla reaksiyona girer ve demir klorür oluşturur. Kükürt de hidrojenle reaksiyona girer ve sonuçta kötü bir kokusu olan hidrojen sülfür gazı çıkar. Vana açıldığında, hidrojen sülfür, içinde kadmiyum sülfat olan bir beherin içine sevkedilir. ve reaksiyon sonucu sarı bir pigment olarak kullanılan kadmiyum sülfit oluşur.
. kadmiyum ' sülfür
KİMYASAL REAKSİYONLAR

İki maddenin yeni bir kimyasal madde oluşturmak üzere birbiriy¬le birleşmesine kimyasal reaksiyon denir.
Bu bileşik ısı yoluyla elementleri¬ne aynhrsa buna parçalanma reak¬siyonu denir.
Diğer reaksiyonlar arasında çift parçalanma reaksiyonu (örneğin, gümüş nitrat, potasyum klorürle reaksiyona girerse iki yeni madde oluşur, gümüş klorür ve potasyum nitrat); yer değiştirme reaksiyonu (bir atom, başka bir bileşikteki ato¬mun yerini alınca) sayılabilir. Böyle bir reaksiyonu, bir demir çu¬buğu bakır sülfat (CuSCM) çözel¬tisine atarsanız görebilirsiniz. De¬mir, bakırın yerini alır ve yeri alınan bakır (Cu) demir çubuğun üzerin¬de toplanır. Çözelti de demir sül¬fat (Fe SO4) çözeltisi haline gelir. Bir kimyacı bu reaksiyonu şöyle özetler: Fe + CuSO4-»FeSO4 + Cu

Solda: Petrokimyasal yapı. Büroda ham petrol çeşitli kimyasal işlemlerden geçirildikten sonra, birçok çeşit ürün elde edilir.