Nükleer Enerji / Fizyon & Füzyon / Nükleer Reaksion / Atom & Hidrojen Bombası

Evren temel parçacıklardan oluşur. Başta atomların bu parçacıklar olduğu düşünülüyordu ve bu yüzden de ona bu isim verilmişti. Yunanca atomos kelimesinden gelir ve 'bölünemez' demektir. Fakat zaman içerisinde fizikçiler bölünemezi de bölmenin mümkün olduğunun farkına vardılar. Daha da küçük parçacıklar olduğu keşfedildi, atomun çekirdeğinde bir arada bulunan proton ve nötronlar ve atomun etrafında inanılmaz bir hızda dönen elektronlar. İstanbul'u bir atom boyuna gelecek kadar küçültebileceğimizi düşünün. Eğer yapabilseydik, çekirdeği şehrin ortasındaki bir futbol topu kadar kalırdı. Bu durumda elekron da merkezden otuz kilometre kadar dışarıda olan ve bu futbol topunun etrafında saniyede kırk bin kez dönebilen bir misket olurdu. İşte buradan bir atomun ne kadar küçük ve boş olduğunu anlayabilirsiniz.

Peki eğer atomlar boşsa, elinizi masaya vurduğunuz da neden eliniz masanın içinden geçip gitmez ?

Bunun nedeni elektronlar arasındaki elektrik kuvveti ve bizim Pauli dışlama ilkesi dediğimiz yani iki atomun aynı anda aynı yerde olamamasıyla ilgisi vardır.

Bu da bizi evreni var eden güçlere götürür. Tüm parçacıklar bir diğeriyle temel kuvvetler vasıtasıyla etkileşime geçer: çekim, elektromanyetizma, baskın kuvvet ve zayıf kuvvet. Örneğin bunlar arasında en zayıf olanı çekimdir ama menzili sonsuzdur. Dünyanın güneşin etrafında dönmesinin nedeni onun çekim gücüdür; galaksinin ortası gibi uzak bir noktadaki çekim güçleri bile bizi etkiler. Bir de elektrik ve manyetizmayı tek teori halinde birleştiren elektromanyetizma var. Zıt kutupların birbirini çekmesi ve aynı kutupların birbirini itmesine neden olan şey. Sorun da burada yatıyor zaten. Fizikçiler protonların pozitif yüklü olduğunu öğrendiler. Fakat elektrikte aynı kutupların birbirini itmesi gerekir değil mi? Eğer protonların hepsi benzer yüklü ise -hepsi pozitif- öyleyse birbirlerini itmeleri şarttır. Hesaplamalar yapıldı ve görüldü ki, eğer protonlar futbol topu büyüklüğünde olsaydı, üzerleri belinen en güçlü metal alaşımla kaplanmış olsa bile elektriğin itme gücü o kadar büyük olurdu ki, o metali tuvalet kağıdı gibi parçalardı. Bir protonu diğerinden iten güç işte bu kadar büyüktür. Yine de tüm bu itme gücüne rağmen protonlar çekirdekten ayrılmıyorlar.

Neden? Bu kadar güçlü olan elektriğin itme gücünden daha güçlü olan şey nedir?

Fizikçiler bu durumu inceledi ve bilinmeyen bir güç keşfettiler. Buna da 'baskın çekirdek gücü' adını verdiler. Bu öyle bir güçtür ki, çekirdekteki protonları bir arada tutmaktadır. Gerçekte nükleer güç, elektromanyetizmadan yüz kat daha güçlüdür. Eğer protonlar yüksek hızda birbirinden uzaklaşan iki tren olsaydı baskın kuvvet onların birbirlerinden ayrılmasına engel olabilirdi. İşte baskın kuvvet budur. Ama akıl almaz gücüne rağmen baskın kuvvetin menzili çok kısadır, bir atom çekirdeğinin ebadından bile daha küçüktür. Eğer bir proton, atomun çekirdeğinden ayrılmayı başarırsa baskın kuvvetin etkisinden kurtulmuş olur ve sadece geri kalan kuvvetlerin etkisine girer.

Güneşe bak. Neden parlayıp ısı yayıyor?

Nükleer patlamalar yüzünden, değil mi?

Evet, patlamaya benziyorlar ama aslında nükleer tepkimeden kaynaklanan plazma hareketidir onlar.

Nükleer tepkime nedir?

Fizikçiler belli şartlar altında bir atomun çekirdeğinin içindeki baskın kuvvetin serbest kalmasının mümkün olduğunu keşfettiler. Bunu iki şekilde yapmak mümkündü: fizyon ve füzyon. Bir çekirdek parçalandığında ya da iki çekirdek birleştirildiğinde çekirdeği bir arada tutan muazzam büyüklükteki baskın kuvvet serbert kalır. Nötronlar dışarı fırlayıp yakındaki diğer atomları parçalarlar ve diğer baskın kuvvetleri de serbest bırakarak zincirleme bir tepkimenin doğmasına sebep olurlar.

Şimdi baskın kuvvetin ne kadar büyük bir güç olduğunu anlayabildiniz mi? Bunun büyük miktarlarda gerçekleştiğindeki durumu hayal edebiliyor musunuz?

Atomun çekirdeğinin içindeki enerjinin -baskın kuvvetin bulunduğu yerdeki- serbest kalmasına nükleer reaksiyon denir.

Güneşin içinde gerçekleşen şey nükleer füzyondur. Atomların çekirdekleri sürekli birleşerek baskın kuvvetin serbest kalmasına neden olurlar. Önceden baskın kuvvetin ancak doğal şekilde serbest kalmasının mümkün olduğu zannedilirdi. Ama 1934'te Enrico Fermi, ileride Los Alamos'ta İtalyan bilim adamı, uranyumu nötronlarla bombaladı. Bu deney incelendiğinde bombardımanın sonucunda uranyumdan daha hafif maddelerin ortaya çıktığı görüldü. Bu nasıl olabilirdi? Bombardımanın uranyumun çekirdeğinin dağılmasına neden olduğuna karar verildi, diğer bir deyişle fizyon gerçekleşmiş ve bu sayede de başka elementler ortaya çıkmıştı. Böylece baskın kuvvetin suni olarak serbest bırakılabileceği anlaşıldı, ama güneşteki gibi füzyonla değil de fizyon yoluyla...

Ve bu da atom bombası demek oluyor.

Atom bombası atomların çekirdeğinin parçalanmasıyla baskın kuvvetin serbest kalmasını sağlayan zincirleme bir tepkimedir. Hiroşima'da bu etkiyi sağlamak için uranyum kullanıldı; Nagazaki'de ise plütonyumu tercih ettiler. Daha sonra yapılan hidrojen bombaları ise fizyonla değil de, güneşteki gibi füzyonla üretildi.



[ Tanrının Formülü ]