Hidrojen, sembolü H, atom numarası 1 olan kimyasal bir element. Standart sıcaklık ve basınç altında renksiz, kokusuz, metalik olmayan, tatsız, oldukça yanıcı ve H2 olarak bulunan bir diatomik gazdır. 1,00794 g/mol'lük atomik kütlesi ile tüm elementler arasında en hafif olanıdır. Periyodik cetvelin sol üst köşesinde yer alır. Hidrojenin adı, Yunancada "su oluşturan" anlamına gelen ὑδρογόνο'dan (idrogono) kelimesinden gelir.
Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein'a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir.
Radyoaktivite, radyoaktiflik, ışınetkinlik veya nükleer bozunma; atom çekirdeğinin, daha küçük çekirdekler veya elektromanyetik ışımalar yayarak kendiliğinden parçalanmasıdır. Çekirdek tepkimesi sırasında veya çekirdeğin bozunması ile ortaya çıkar. En yaygın ışımalar alfa(α), beta(β) ve gamma(γ) ışımalarıdır. Bir maddenin radyoaktivitesi bekerel veya curie ile ölçülür.
Fisyon, kütle numarası çok büyük bir atom çekirdeğinin parçalanarak kütle numarası küçük iki veya daha fazla çekirdeğe dönüşmesi olayıdır. Fisyon reaksiyonlarında radyoaktif elementler kullanılır ve tepkimeler için bir ilk enerjiye ihtiyaç vardır. Reaksiyon sonucunda kararsız çekirdekler ve nötron oluşur. Oluşan nötronların her biri yeni bir uranyum atomu ile tepkimeye girer. Bu esnada açığa çıkan nötronlar ortamdan uzaklaştırılmazsa tepkime zincirleme olarak devam eder.
Nükleer füzyon, nükleer kaynaşma ya da kısaca füzyon; iki hafif elementin nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır bir element oluşturmasıdır. Çekirdek tepkimesi olarak da bilinen bu tepkimenin sonucunda çok büyük miktarda enerji açığa çıkar.
Nükleer enerji mühendisliği, nükleer fizik ve radyasyonun madde ile etkileşimi ilkelerine dayalı olarak atomun çekirdeği üzerine pratik uygulamalar yapan bir bilim dalıdır. Bu mühendislik alanında çalışmalar genel olarak nükleer santrallerin ve reaktörlerin, kısacası nükleer fisyon sistemlerinin ve alt elemanlarının tasarımı, analizi, geliştirilmesi, bakımı, test edilmesi, modellenmesi, inşaatı, işletmeye alınması ve sökülmesi gibi konular üzerinde yoğunlaşmıştır. Nükleer enerji mühendisliği kapsamında aynı zamanda nükleer füzyon, radyasyonun tıbbi uygulamaları, nükleer güvenlik, ısı transferi, nükleer yakıt teknolojisi, nükleer verimlilik, radyoaktif atıklar, atom bombaları ve radyoaktivitenin çevreye olan etkileri üzerine çalışmalar çok yaygın bir şekilde bulunmaktadır. Türkiye'de nükleer enerji mühendisliği dalında lisans eğitimi veren kuruluşlar Hacettepe Üniversitesi ve Sinop Üniversitesi'dir.
Nükleer silah, nükleer reaksiyon ve nükleer fisyon birlikte kullanılmasıyla ya da çok daha kuvvetli bir füzyonla elde edilen yüksek yok etme gücüne sahip silahtır. Genel patlayıcılardan farklı olarak çok daha fazla zarar vermek amaçlı kullanılır. Sadece kullanılan bir silah, tüm bir kenti ya da bir ülkeyi canlı, cansız ne varsa tamamen yok edecek güçtedir.
Nükleer santral (NPP) veya atom santrali (APS), ısı kaynağının nükleer reaktör olduğu termik santraldir. Termik santrallerde tipik olduğu gibi, ısı, elektrik üreten jeneratöre bağlı buhar türbinini çalıştıran buhar üretmek için kullanılır. Eylül 2023 itibarıyla Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu, dünya çapında 32 ülkede faaliyette olan 410 nükleer santral ve inşa halinde olan 57 nükleer santral olduğunu bildirdi.
Nükleer reaksiyon veya çekirdek tepkimesi, iki atom çekirdeğinin veya bir atom çekirdeğiyle atom dışından bir atomaltı parçacığın çarpışarak bir veya daha fazla yeni nüklide dönüşmeleri. Bu gibi reaksiyonlarda yer alan atomaltı parçacıklar proton, nötron veya yüksek enerjili elektron olabilir. Kimyasal reaksiyondan farkı, kimyasal reaksiyonların atomların elektronları arasında gerçekleşmesidir. Çekirdek tepkimesi sonucunda eğer proton sayısı değişiyor ise farklı bir elemente ait bir tanecik oluşmuş olur. Bir reaksiyonun nükleer reaksiyon sayılabilmesi için en az bir nüklidin başka bir nüklide dönüşmesi gerekir; böyle bir dönüşüm gerçekleşmezse yaşanan çarpışma sürecine saçılma adı verilir. Spontane olarak gerçekleşen radyoaktif bozunma, nüklit değişimine yol açsa da nükleer reaksiyon olarak kabul edilmez.
Disprozyum (Fonetik: /dɪsˈprəʊziəm/, periyodik tabloda simgesi Dy, atom numarası 66 ve atom ağırlığı 162.51 olan kimyasal element.
Hidrojen bombası veya füzyon bombası, kontrolsüz termonükleer enerji sağlayabilen yıkıcı nükleer silah.
Nükleer reaktör, zincirleme çekirdek tepkimesinin başlatılıp sürekli ve denetimli bir biçimde sürdürüldüğü aygıtlardır. Nükleer reaktörler bazen nükleer enerjiyi başka bir tür enerjiye çevrilen santraller olarak kullanılırlar.
Nükleer bir patlama, kasıtlı bir yüksek hızda çekirdek tepkimesinden çıkan enerjinin hızlıca serbest kalması sonucu oluşur. Güdümlü tepkime nükleer fisyon, nükleer füzyon ya da ikisinin çok aşamalı bir basamaklı birleşimi olabilir, gerçi tüm füzyon temelli silahlarda füzyonu başlatmak fisyon cihazı kullanılmıştır ve saf bir füzyon silahından varsayımsal cihazlar değişmeden kalmıştır.
Nükleer silah yapımı, nükleer bir silahın fiziksel paketlerinin patlaması için yapılan fiziksel, kimyasal ve teknik düzenlemelerdir. Dört temel tasarım türü vardır. Sonuncusu hariç hepsinde, yerleştirilmiş cihazlardaki patlayıcı enerji füzyon ile değil, nükleer fisyon ile elde edilir.
- Saf fisyon silahlar, üretilen ilk nükleer silahlar oldukları gibi şu ana kadar yapılan savaşlarda kullanılmış tek nükleer silah türüdür. Silahın aktif maddesi olan fisil uranyum (U-235) veya plütonyum (Pu-239) patlatılarak zincirleme çekirdek tepkimesiyle kritik kütleye iki yöntemden biri kullanılarak erişir:
- Tabanca tipi fisyon silah: fisil uranyumun bir parçası normal tabanca kurşunu ateşler gibi, silahın sonundaki diğer fisil uranyum hedefine doğru ateş edilir ve bu parçalar birleşerek kritik kütleyi oluştururlar.
- İçe doğru patlama: Etrafı güçlü patlayıcılar ile çevrili U-235, Pu-239 veya her ikisinin birleşmesinden oluşan fisil bir kütle sıkıştırılarak kritik kütle elde edilir.
Nükleer teknoloji, atom çekirdeğinin tepkimeleriyle ilgilenen teknolojidir. Önemli nükleer teknolojiler arasında nükleer enerji, nükleer tıp ve nükleer silah vardır. Duman dedektörleri, nükleer reaktörler ve nişangaha gelen nükleer silah için uygulamalar bu teknolojiye dayanır. Nükleer Teknolojinin temeli, yerkürede bulunan ya da laboratuvarlarda yapılabilen bazı element atomların kendi kendine veya dışarıdan zorlanarak parçalanması veya birleşmesi sonucu ortaya başka elementlerin ve bu sırada da çok büyük miktarda ısı enerjisinin açığa çıkmasıdır. Ortaya çıkan bu büyük ısı enerjisi kontrolsüz kullanıldığında atom bombası veya hidrojen bombası olurken, kontrollü kullanıldığında insanlığın yararına olmaktadır. Kontrol edilebilen bu sistemlere nükleer enerji santralleri denilir.
John Archibald Wheeler, Amerikalı bir teorik fizikçidir. II. Dünya savaşından sonra genel görelilik kuramıyla ilgili birçok araştırması vardır. Wheeler ayrıca Niels Bohr ile Nükleer fisyon tepkimelerinin arkasındaki temel kuralları açıklamak için çalıştı. Gregory Breit ile birlikte Wheeler Breit-Wheeler süreci kavramını geliştirdi. Ayrıca popüler bir terim olan "kara delik" kavramını ortaya sürdü. Bunun yanı sıra "nötron moderatörü", "kuantum köpüğü", "solucandeliği", "it from bit" ve "bir elektron evreni" varsayımına katkıda bulundu.
Patlama, genellikle ani ısı yükselmesi ve gaz salınımı ile oluşan, çok yüksek bir sesle birlikte gerçekleşen hızlı hacim artışı ve aşırı yüksek enerjinin açığa çıkmasına sebep olan kimyasal olaydır. Bu özelliğe sahip maddelere "patlayıcı" adı verilir.
Füzyon enerjisi, enerji üretmek için ısı üretmek amacıyla füzyon tepkimeleri kullanarak enerji üretildiği bir güç üretimi biçimidir. Füzyon tepkimeleri, daha hafif bir atom çekirdeğini birleştirerek enerji açığa çıkararak daha ağır bir çekirdek oluşturur. Bu enerjiyi kullanmak için tasarlanan cihazlara füzyon reaktörleri denir. Füzyon, güneşin enerji kaynağıdır. Elbette, burada Dünya'da füzyondan güç üretmek güneşte olduğundan çok daha zordur. Orada, muazzam ısı ve yerçekimi basıncı, belirli atomların çekirdeklerini daha ağır çekirdeklere sıkıştırarak enerji açığa çıkarır. Örneğin, iki hidrojen izotopunun tek proton çekirdekleri, daha ağır helyum çekirdeği ve bir nötron oluşturmak için bir araya getirilir. Bu dönüşümde, Einstein'ın ünlü denklemi E = mc2 ile ölçüldüğü gibi, küçük bir miktar kütle kaybedilir, enerjiye dönüştürülür.
Kimyasal reaktörler bir kimyasal reaksiyonun gerçekleştirildiği proses ekipmanlarıdır. Kimya mühendisliğinde proses tasarımı ve analizinde sık kullanılan klasik bir ünite prosesidir. Bir kimyasal reaktörün tasarımı, kimya mühendisliğinin birden fazla unsurunun kullanılmasını gerektirir. Reaktörler proseste ham maddelerin ürünlere dönüştüğü oldukça temel bir ekipman olduğundan proses tasarımı açısından büyük önem arz eder. Kimya mühendisleri bir reaksiyonun net bugünkü değerini en üst düzeye çıkarmak için reaktörler tasarlar. Tasarımcılar satın alma ve işletme maliyetini en düşük seviyelerde tutarken bir yandan da üretilen ürün miktarını en yüksek seviyede tutmak için reaksiyonun ürünler yönünde mümkün olan en yüksek verimle devamlılığını sağlarlar. Enerji girişi, enerji çıkışı, ham madde maliyetleri, işçilik vb. işletme giderlerine örnek olarak verilebilir. Isıtma, soğutma, basıncı artırmak için pompalama, sürtünmeden kaynaklı basınç düşüşü ve çöktürme gibi durumlar da enerji değişimlerine birer örnektir.
Nötron yakalama, bir atom çekirdeğinin ve bir veya daha fazla nötronun daha ağır bir çekirdek oluşturmak için çarpıştığı ve birleştiği bir nükleer reaksiyondur. Nötronların elektrik yükü olmadığından, elektrostatik olarak itilen pozitif yüklü protonlardan daha kolay bir şekilde çekirdeğe girebilmektedirler.
