İçindekiler
Hiroşima’da cehennem gibi bir gün
6 Ağustos 1945 günü Hiroşima’da oldukça sıcak, güzel ve açık bir hava durumu vardı. Evet Japonya savaştaydı fakat hayat bir yandan da devam ediyordu. Günlerden pazartesiydi ve saat 08:15’i vurmak üzereydi. Tam da insanların mesailerine başladığı çocukların okullarına gittiği saatlerdi.
O sırada 13 yaşındaki Şigeko Sasomori bombanın atıldığı nokta olan sıfır noktasından yaklaşık 1.5 km uzaklıkta sokaktaki çöpleri toplamak için okul arkadaşlarının yanına gidiyordu. Bir uçak sesi duydu. Kafasını kaldırdı ve gökyüzüne baktı. Gördüğü uçak kalplere korku salan bombardıman uçak filolarından biri değildi. Güzel, gümüş rengi, parıldayan, büyük bir uçaktı. İçinden “Ne güzel bir uçak” diye düşündü ve seyretmeye koyuldu. Sonra uçaktan bir şey süzülmeye başladı. Gördüğü şey tarihte ilk defa bir savaş silahı olarak kullanılacak olan atom bombasıydı.
Bomba öyle büyük bir yıkım ve ölüme sebep olmuştu ki bombanın patladığı sıfır noktasının hemen altında bulunan binanın bakırdan olan kubbesi anında erimişti. İçindeki insanlar daha ne olduğunu bile anlayamadan basit karbon parçacıklarına dönüşerek canlılık özelliklerini yitirmişti. Sıfır noktası merkez alındığında 250 metre çapındaki alanda kurtulan yoktu. Çok daha geniş bir alanda, şehrin neredeyse tamamında ise büyük bir yıkım vardı ve her yer enkaza dönmüştü.
Hiroşima’ya atılan atom bombası patladığında 70 bin kişi sadece birkaç saniye içerisinde hayatını kaybetti ve 1945 yılının sonuna kadar ise bu sayı 140 bine kadar çıktı. (Yaralanmalar ve yüksek radyasyona maruz kalma etkisinden dolayı)
Peki sadece 63.5 kg ağırlığındaki uranyum nasıl oldu da bir şehri haritadan silebilecek kadar büyük bir bombaya dönüştü?
Bugün biliyoruz ki Hiroşima’ya atılan atom bombasından binlerce kat daha güçlü olan nükleer silahlar var. Bunlardan biri de atom çekirdeğinin parçalanması prensibi ile değil de birleştirilmesi prensibi ile çalışan hidrojen bombaları. Şimdi gelin nükleer silahların nasıl bu denli büyük bir yıkıma sebep olabildiklerine bir bakalım.
Atom Bombası (Fisyon Bombası) Nasıl Çalışır?
İki temel nükleer silah türü vardır. Biri fisyon, yani atom çekirdeğinin parçalanması, diğeri ise füzyon, yani atom çekirdeklerinin birleştirilmesi prensibi ile çalışır.
İlk olarak fisyon yöntemine bakalım.
Hiroşima’ya atılan uranyum veya Nagasaki’ye atılan plütonyum bombaları fisyon yöntemiyle çalışan nükleer silahlardır. Bu silahlarda uranyum ve plütonyum gibi ağır elementlerin parçalanabilir izotopları, süperkritik kütle denilen belli bir ağırlık limiti üzerinde bir araya getirildiğinde zincirleme reaksiyona girerek çok büyük bir güç üretirler. Günümüzde üretilen bombalar daha çok plütonyum içeriklidir. Bu yüksek zenginlikte malzeme, zenginleştirme tesislerinden ya da nükleer reaktörlerden elde edilmektedir.
Nükleer fisyon
Nükleer fisyon esnasında atomun çekirdeği parçalanır. Mesela uranyum 235 izotopu bir nötron bombardımanına tutulursa, çekirdeği eşit olmayan iki parçaya ayrılır. Daha ayrıntılı anlatmak gerekirse; bir nötron uranyum 235 izotopuna fırlatıldığında bu uranyum 236 izotopunun oluşması demektir. Bu çekirdek çok dengesiz olacağından uranyum çekirdeği hemen parçalanır. Bunun sonucunda kripton, baryum, serbest nötronlar ve enerji açığa çıkar. Ortaya çıkan bu enerji o kadar büyüktür ki bir uranyum atomunun parçalanması bir tuz tanesini dahi hareket ettirebilir. Bu da bir futbol topunun Ay’ı yörüngesinden çıkarmasına benzer.
Çıkan serbest nötronlar başka uranyum 235 izotoplarına yönlendirilirse fisyon olayı zincirleme bir şekilde devam eder ve trilyonlarca, katrilyonlarca uranyum atomu çekirdeği mikro saniyeler içinde parçalandığında ortaya devasa bir enerji çıkar ve büyük bir patlama meydana gelir.
Zincirleme çekirdek tepkimesinin gerçekleşmesi için, ortamın kritik kütle adı verilen seviyede ya da üstünde olması gerekmektedir. Yani bir uranyum atomu parçalandığında ortaya çıkan üç serbest nötrondan en az bir tanesi diğer uranyum çekirdeklerine yönlendirilebilirse bu zincirleme reaksiyonun devam etmesini sağlar ve kritik kütle sağlanır. Nükleer reaktörlerde enerji üretmek için kullanılan yöntem de budur. Fakat patlamanın gerçekleşmesi için en az iki ya da daha fazla nötronun diğer çekirdeklere yönlendirilebilmesi gerekir. İşte bu gerçekleştiğinde süper kritik kütle şartı sağlanır ve bomba infilak etmiş olur.
Nötron kaybını azaltmak ve fisyon sayısını artırmak için mühendisler uranyumun bulunduğu odacığı minimum yüzey alanına sahip küre şeklinde tasarlarlar. Ayrıca iç yüzeyini de bir ayna ile kaplarlar ki zincirleme reaksiyona katılan nötron sayısı en yüksek düzeyde tutulabilsin.
Atom bombası nasıl güvenle taşınabiliyor?
Atom bombasının patlamadan önce güvenli bir şekilde taşınmasını sağlamak için bombanın içindeki uranyum, mermi ve hedef olmak üzere iki parça halinde bulundurulur. Patlama gerçekleştirilmek istendiğinde tetik olarak kullanılan dinamit patlatılır. Böylece merminin ileri doğru hareket etmesini sağlayacak basınç üretilmiş olur. İki parça birleştiğinde kritik kütle çok kısa bir sürede süper kritik kütleye dönüşür. Bu da saniyenin milyonda biri gibi bir sürede zincirleme fisyon reaksiyonunun gerçekleşmesi demektir ki bombayı infilak ettiren şey de budur.
Hidrojen Bombası (Füzyon Bombası) Nasıl Çalışır?
Atom çekirdeğini birleştirmek parçalamaktan çok daha yüksek miktarda enerji açığa çıkardığından füzyon bombaları fisyon bombalarına göre çok daha güçlüdür. Hiroşima’ya atılan atom bombası 15 kiloton gücündeydi. Yani bu, 15 bin ton TNT’nin patlamasına eş değer bir güç demektir. Fakat dünyada denenen ilk hidrojen bombası olan Ivy Mike ise tam 10 megaton gücündeydi. Bu da, 10 milyon ton TNT patlamasına eşdeğer bir güç demektir.
Hidrojen bombasının gücü adından da anlaşılabileceği üzere hidrojen atomlarının birleşerek helyum atomlarına dönüştüğü termonükleer tepkimeden doğar. Bu aynı zamanda Güneşimizin enerji üretmek için kullandığı yöntemdir.
Nükleer füzyon
Hidrojen bombası döteryum ve trityum olarak adlandırılan iki hidrojen izotopunu birleştirerek enerji açığa çıkarır. Bir proton etrafında dönen bir elektrondan meydana gelen hidrojen atomuna protiyum denir. Yüzde 99.98 oranla doğada en çok bulunan hidrojen izotopudur. Fakat döteryum ve trityum izotoplarının çekirdeklerinde ekstra nötronlar vardır. Bu iki izotop kaynaşıp helyum atomunu oluşturduğunda ortaya büyük miktarda enerji çıkar.
Normalde iki atomun çekirdeğini kaynaştırmak inanılmaz zordur. Bu çekirdeklerin güçlü pozitif elektrik yükleri vardır ve birbirlerini iterler. Bu yüzden termonükleer silahlarda hidrojen kullanılır. Çünkü diğer atomlardan farklı olarak sadece bir protona sahiptir ve kaynaşması daha kolaydır. Yine de füzyon reaksiyonunu başlatmak için gerekli ateşleme ve sıcaklık çok yüksek olmalıdır. Bu yüzden hidrojen bombalarını patlatmak için kullanılan tetik bir dinamit değil, bir fisyon yani atom bombasıdır. Ancak bir atom bombası atom çekirdeklerini kaynaştıracak ısıyı üretebilir. Dolayısıyla bir hidrojen bombasının patlaması üç farklı aşama içerir. İlk olarak atom bombasını patlatan geleneksel bir tetikleyici dinamit patlar. Bu dinamit atom bombasını, atom bombası da ortaya çıkardığı yüksek sıcaklık ile hidrojen bombasını patlatır.
Atom bombalarının gücü sınırlı olmasına karşın hidrojen bombalarının gücünde bir sınırlama yoktur. Dünya üzerinde bugüne kadar patlatılmış en güçlü hidrojen bombası ise Sovyetler Birliği tarafından yapılan “Çar Bombası” dır. Çar bombası, Hiroşima ve Nagasaki’ye atılan atom bombalarının toplamından 1600 kat daha güçlüdür. Ayrıca Çar Bombası’nın gücü II.Dünya Savaşı boyunca kullanılan tüm konvansiyonel silahlar ve patlayıcılardan da 10 kat daha fazladır.
Sonuç:
1905 yılında Albert Einstein ünlü denklemi E=mc²’yi bulduğunda çevremizdeki her şeyin farklı formlardaki enerjiden başka bir şey olmadığını kanıtlamış oldu. Dolayısıyla maddeyi enerjiye, enerjiyi de maddeye çevirmek mümkün. Madde sadece enerjinin yoğunlaştırılmış bir versiyonu.
Bugün insanoğlu maddeyi enerjiye çevirmenin yollarını çok iyi biliyor. Ama bunu birbirimizi yok etmek için değil, temiz enerji elde etmek, gelecekte de dünyamızı yaşanabilir kılmak için kullanmalıyız. Yoksa Einstein’ın meşhur sözü olan “III.Dünya Savaşı’nda hangi silahların kullanılacağını bilmiyorum ama IV.Dünya Savaşı’nda taş ve sopalar olacağını biliyorum.” sözünün muhataplarından biri olmamız işten bile değil.
Tabii savaşacak insan kalırsa…
Kaynaklar ve İleri Okuma:
https://tr.wikipedia.org/wiki/Termon%C3%BCkleer_silah
https://en.wikipedia.org/wiki/Tsar_Bomba
https://www.colgate.edu/news/stories/atomic-bomb-survivor-shigeko-sasamori-envisions-anti-war-world
