Yaşadığınız çevreye bir bakın. Doğaya, hayvanlara, saksınızdaki çiçeklere, yıldızlara ve tabi ki kendinize. Her birimiz mükemmelliğin minik birer sembolü değil miyiz? Kocaman evrende bizi var eden yapıtaşlarıyla bir bütünüz. Hücrelerimiz ve hücrelerimizi meydana getiren küçücük atomlar. Bizi ve çevremizi, evrenimizi var eden sonsuz parçacık…
Peki ya atomlar sandığımız kadar masum mu? “Atom” sözcüğünün ortaya çıkışı İ.Ö. 460 yılına kadar uzanıyor. O dönemde yasamış Demokritus adli bir filozof, bir elmayı örnek vererek atomu ve anlamını açıklamış: Bir elma alın ve onu ikiye bölün. Sonra bu yarım elmalardan birini tekrar ikiye bölün ve böylece sürdürün… Demokritus’a göre, bu şekilde yarım parçaları bölmeye devam ederseniz, sonunda öyle bir an gelecek ki, artık bölemeyeceğiniz kadar küçük bir parça elde edeceksiniz (ama bıçağınız kesemediği için değil, bölmek mümkün olmadığı için!). İşte, bölünmesi olanaksız bu parçaya Demokritus Yunanca’da ‘bölünemez” anlamına gelen “atomos” adını vermiş.
1800’li yılların başında bilim adamları maddenin doğasını anlamaya yönelik çalışmaları sırasında ister istemez bu minik parçacıklarla karsılaşmışlar. İngiliz bilim adamı Dalton, deneyleri sırasında, maddeyi oluşturan ama yapısını tanımlayamadığı bu temel öğelere ilişkin ilk kanıtları elde etmiş. Ondan sonra da keşifler ardı sıra devam etmiş. J.J. Thomson 1897 yılında elektronu keşfetti. 1900'lü yılların başlarında Ernest Rutherford günümüz atom modelinin temelini teşkil eden yapıyı ortaya koydu: Atomun, kütlesinin büyük bir kısmını oluşturan bir çekirdek ve bu çekirdek etrafında dönen elektronlardan oluşmaktadır. Rutherford çekirdeği oluş- turan pozitif yüklü parçacığa proton adını verdi. 1932 yılında Chadwick nötronu buldu. Daha sonra kuantum teorisi doğrultusunda Niels Bohr, Bohr atom modelini ortaya attı ve elektronların belli yörüngelerde bulunabildiğini ve bunun Planck sabiti ile ilgili olduğunu ifade etti. Niels Bohr'un modeli ise modern atom teorisine en yakın modeldir. Bohr'a göre elektronlar çekirdeğin çevresinde rastgele yerlerde değil,çekirdekten belirli uzaklıklarda bulunan katmanlarda döner. Bohr'da tasarladığı bu modelle Nobel ödülüne layık görüldü.
Peki ya atomlar nelerden oluşuyordu?
Atom çekirdeği temel parçacık değildir, nükleon adı verilen proton ve nötronlardan meydana gelir. Elektron ve çekirdeğin içindeki nötron ile proton kararlı parçacıklardır. Kuarklar bir araya gelerek nükleonları oluştururlar. Nötron u,d,d kuarklarından, proton ise u,u,d kuarklarından meydana gelmiştir. Elektrik yükleri hesaplandığında nötronun yüksüz (2/3 - 1/3 - 1/3 = 0) ve protonun +1 yüklü (2/3 + 2/3 - 1/3 = 1) olduğu görülür. Bir atom çekirdeğini oluşturan nükleonlar aradaki mezon alışverişi ile kararlı parçacıklar ortaya çıkar. Bu olay esnasındaki kuvvet Yeğin etkileşimdir ve çekirdeği parçalanmadan tutar. Bu olgu ilk kez Hideki Yukawa tarafından ortaya konulmuştur ve bu olayda en çok rol oynayan mezon pi mezondur. Ortalıkta fazla görülmeyen bu parçacıkların ömrü çok kısadır. Yüklü pi mezon sn yaşar. Bir atom çekirdeğinin her zaman kararlı değildir, kararsız atom çekirdeklerinde, ki radyoaktif maddelerin çekirdekleri böyledir, çekirdek parçalanması olur. Bunun nedeni zayıf etkileşim adlı kuvvettir.
Nükleer bombalar bir atomu bir arada tutan, kuvvetli ve zayıf bağların parçalanması veya birleştirilmesini içerir. Temel olarak bir atomum nükleer enerjisi iki türlü açığa çıkarılır: Nükleer Fisyon: Bir nötron yardımıyla bir atomun çekirdeğini daha küçük iki atoma (izotopa) parçalayabiliriz. Parçalanan atomlar genellikle Uranyum ve Plutonyum’un izotoplarıdır. Nükleer Füsyon: İki küçük atom, genellikle hidrojen ve hidrojenin izotopları (Döteryum ve Trityum) bir araya getirilerek daha büyük bir atom ve/veya iztoplarını oluşturmak (Helyum ve izotopları) suretiyle enerji açığa çıkarılır. Güneş bu şekilde enerji üretmektedir. Her iki durumda da çok büyük miktarda ısı enerjisi ve radyasyon salınır. Bir nükleer santral kurmak için zenginleştirilmiş uranyuma ihtiyaç vardır. Uranyumun fisyon tepkimesine girerek bölünmesi sonucunda açığa çok yüksek miktarda enerji çıkar.
Bu bölünme için, nötronlar yüksek bir hızla uranyum elementinin çekirdeğine çarpar. Bu çarpışma çekirdeğin kararsız hale geçmesine ve sonrasında büyük bir enerji açığa çıkartan fisyon tepkimesine neden olur. Gerçekleşen tetikleyici ilk fisyon tepkimesi sonucunda ortama nötronlar yayılır. Bu nötronlar diğer uranyum çekirdeklerine çarparak fisyonu elementin her atom çekirdeğinde gerçekleş- tirene kadar devam eder. Ortaya çıkan enerji kontrol edilmediği takdirde ölümcül boyutlardadır. Kontrol etmek için reaktörlerde fazla nötronları tutan ve tepkimeye girmesini engelleyen üniteler vardır. Bu sayede kontrollü bir fisyon tepkimesi zinciri sağlanır. Peki ya kontrol edilemeyen bu enerji nelere yol açar? Atom bombası, patlamanın kontrolsüz çekirdek tepkimesi yoluyla sağlandığı bir bomba modelidir. Çekirdek tepkimesi zincirleme ve çok hızlı gerçekleştiğinden ortaya devasa boyutta bir enerji açığa çıkar ve bu da patlama ile beraberinde şok dalgası ortaya çıkarır. Fisyon tipi çekirdek tepkimesine dayalı atom bombalarında yüksek zenginlikte (saflıkta) Uranyum ( 235U) veya Plütonyum ( 239Pu) kullanılır. Günümüzde üretilen bombalar daha çok plütonyum içeriklidir. Bu yüksek zenginlikte malzeme, zenginleştirme tesislerinden ya da nükleer reaktörlerden elde edilmektedir. Zincirleme çekirdek tepkimesinin gerçekleş- mesi için, ortamın kritik adı verilen seviyede ya da üstünde olması gerekmektedir. Bunun için de belli miktardaki kütlenin belli bir hacimde olması gereklidir. Bu gereken en az kütleye kritik kütle, hacime de kritik hacim denir. Atom bombalarına kritik kütle sağlanacak miktarda malzeme konur fakat bu malzeme öyle bir dağınık yerleştirilir ki, kritik hacim şartı sağlanamaz ve bu sayede bomba beklerken ya da taşınırken tamamen güvenli bir şekilde durur. Atom bombasında patlamanın gerçekleşmesi için nükleer malzeme dışında iki ayrı önemli bölüm daha vardır. Bunlardan biri tetiklemeyi yapacak olan fünye diyebileceğimiz parçadır. Genelde dinamit kullanılır. Bombanın patlaması için bu az miktardaki dinamit ilk olarak patlar ve patlamanın etkisi ile dağınık nükleer malzeme bir araya gelerek kritik hacme ulaşır. İkincisi ise nötron kaynağıdır. Artık kritik kütlede ve hacimde olan malzemede zincirleme çekirdek tepkimesini bu nötron kaynağından çıkan nötronlar başlatır ve bundan sonrası kontrolsüz bir biçimde devam eder ve patlama gerçekleşir.
1945 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nin attığı bombalar Japonya'ya çok zarar vermiş- tir. Termonükleer bombanın bulunmasından sonra atom bombası taktik silahı olmuştur. Nükleer silahların üretimine başlanmasına neden olmuştur. İlk olarak Nazi Almanyasına atılacaktı. Ama savaşta Almanya yenilince Japonya'ya atıldı. Yayılan güçlü radyasyon bugün bile izlerini devam ettiriyor.
Çıkan Radyasyon
Radyasyon, uzayda saniyede 200.000 km. gibi çok yüksek bir hızda hareket eden, gama ışınları, nötronlar, elektronlar ve benzeri birkaç tip atom-altı parçacıktan oluşur.
Bu parçacıklar, insan vücuduna kolaylıkla nüfuz edebilir ve vücudu oluşturan hücrelere hasar verebilirler. Bu hasar ölümcül bir kanserin ortaya çıkmasına neden olabilir ya da üreme hücreleri içinde yer alırsa, gelecek kuşakları etkileyecek genetik bozukluklara yol açabilir. Bu yüzden, bir radyasyon parçacığının insana çarpmasının sonuçları son derece ciddidir. Atom patlamalarında ortaya çıkan ışınlar canlılar üzerinde ya doğrudan doğruya ya da patlama sırasında ortaya çıkan parçalanma ürünleri yoluyla etki yapar. Bu parçacık ya da ışınlardan biri madde içinde hızla yol alırken, karşısına çıkan atom ya da moleküllerle çok şiddetli bir şekilde çarpışır. Bu çarpışma, hücrenin hassas yapısı için felaket olabilir. Hücre ölebilir ya da iyileşse bile, içinde belki haftalar, aylar, yıllar sonra kanser dediğimiz kontrol edilemeyen bir büyüme başlar. Merkezi patlama noktasından aşağı yukarı 1.000 metre çapındaki alan içerisinde radyasyon çok yoğundur. Ölüme yol açan öteki etkilerden kurtulanlar kanlarındaki akyuvarların hemen hepsini kaybeder, derilerde yaralar belirir, bunların hepsi birkaç günden iki üç haftaya kadar varan kısa bir süre içinde kanama nedeniyle ölür. Patlama noktasından daha uzakta olanlar üzerinde ise radyasyonun etkisi değişiktir. Ateş topundan yayı- lan bu zararlı ışınlarla karşı karşıya kalan insan bedeninde 13, 16 ve 22 km. uzaklıklarda sırasıyla üçüncü, ikinci ve birinci dereceden yanıklar oluşur. Sindirim bozuklukları ve kanamalar daha hafiftir fakat asıl bozukluklar daha sonra ortaya çıkar. Saçların dökülmesi, deri yanıkları, kansızlık, kısırlık, çocuk düşürme, sakat çocuk doğurma... Bu vakalarda da on günden üç aya kadar varan bir süre içinde ölüm görülebilir. Yıllar geçtikten sonra bile göz bozuklukları (göze perde inmesi), kan kanseri (lösemi) ve ışınım kanseri meydana gelebilir. Japonyanın yaşadığı kayba ise, bizleri ve evreni oluşturan minik yıldız tozları yani yalnızca atomlar neden olmuştu.
Selin Usta
Faydalanılan Kaynaklar
insanveevren.files.wordpress.com/2014/02/
kuantum-21.jpg?w=300
http://www.zamandayolculuk.com/cetinbal/AE/
Elektron_Quark.jpg
kaynaklar:
http://www.zamandayolculuk.com/cetinbal/
atomgucu.htm
http://www.metin1.net/atom-nasil-kesfedildi/
http://blog.milliyet.com.tr/hirosima-ve-nagasaki-deatom-bombasinin-ardindan-neler-yasandi-/Blog/?
BlogNo=343183
----------
----
Daha fazla gökbilim
Yorumlar
Yorum Gönder