Atom Bombası Nasıl Çalışır ve Tarihçesi Nedir

Dünya atom bombasını ABD’nin II. Dünya Savaşı sırasında, 6 Ağustos 1945’te Japonya’nın Hiroşima kenti üzerinde patlatmasıyla tanıdı. 3 gün sonra Nagazaki kenti üzerinde ikinci bir bomba patladı. İki kent yerle bir oldu. Yüzbinlerce insan öldü. Bunun üzerine Japonya teslim oldu ve II. Dünya Savaşı son buldu.

Ancak bombaların etkisi bu kadar değildi. Bölgede yıllarca süren radyasyon, can almaya devam etti. Bugün bu kentlerde yapılan anıtlarda ve bombaların kalıntılarında kaybedilen insanlar her yıl anılıyor. Bu yıl 77. Yıldönümü olacak.

Atom bombası için ilk olarak uranyum elementi kullanıldı. Elementlerin periyodik tablosunda 92. eleman ve doğadaki en ağır eleman olan uranyumun radyoaktif olduğu biliniyordu. Marie Curie (asıl adıyla Maria Salomea Sklodowska, Polonya asıllı Fransız vatandaşı) yine radyoaktif olan radyum ve polonyum üzerine çalışmalar yapmıştı.

Radyoaktif elementler kararlı elementler değildir. Zaman içinde çekirdekleri bozulur ve sınırlı bir şekilde başka bir elemente dönüşürler. Bu eylem sırasında dışarıya enerji verirler. Ataom bombası bu enerjiyi kullanır. İnsanın şeytana benzeyen zekası bu enerjiden bomba yapmayı akıl etmiş, başarmış ve insanlar üzerinde denemiştir.

Hayatta bütün başarılar bilgiye dayanır. Bir şeyi yapmadan önce o konu ile ilgili elde edilen bilgilerin doğru olması gerekir. Atom bombasını yapabilmek elementlerin, Yani dünyada, doğada mevcut maddelerin yapısını ve işleyişini doğru bilmek ve doğru bakmak gerekir. Bunun için kısaca maddenin nelerden oluştuğuna bakalım (Bu bilgi lise düzeyinde bir bilgidir, lise ders kitaplarında görülebilir).

Madde atomlardan oluşur. Atomlar bir çekirdek ve onun çevresinde dönen eksi elektrik yüklü elektronlardan oluşur. Atom çekirdeğinde arttı elektrik yüklü proton ve elektrik yüksüz nötron bulunur. Bir atomda ne kadar proton varsa o kadar elektron ve o kadar nötron vardır.

https://www.youtube.com/watch?v=sXwCRVtidZ4&t=1s

Maddenin özelliklerini çekirdeğindeki proton sayısı belirler. Her maddenin atom çekirdeklerindeki proton sayısı farklıdır. Hidrojen atomunun çekirdeğinde 1 proton bulunur. Doğadaki en karmaşık madde olan uranyum çekirdeğinde 92 proton bulunur. Bundan daha karmaşık olanları insanlar kendileri yapmışlardır. Sözünün edilmesi gereken bir konu daha vardır. Maddelerin proton sayıları değişmez fakat nötronları değişebilir. Bu durumdaki maddelere izotop maddeler denir. Örneğin hidrojen atom çekirdeğinde normal olarak yalnızca bir proton vardır. Ama buna bir nötron eklenirse madde yine hidrojendir ama deuteryum adını alır. İki nötron eklenirse tritium adını alır. Bu durum diğer maddelerde de devam eder. Örneğin karbon atomunda normal olarak 6 proton 6 nötron bulunur. Karbonun atom numarası 6, atom ağırlığı 12’dir. Fakat C14 denen karbon izotopunda fazladan iki nötron daha bulunur. C16 izotopunun atom ağırlığı 14’tür. Doğadaki en karmaşık madde olan uranyumun da üç izotopu vardır. U234, U235 ve U238. Uranyum atomunda içiçe geçmiş halkalar halindeki yörüngelerde 92 elektron döner.

Uranyum maddesi madde olarak kararsızdır ve zaman içinde çekirdeği çözülür ve uranyum krom ve baryum gibi ki maddeye dönüşür. Burada kalmaz yıllar ve milyonlarca yıllar içinde belli bir oranda çözülerek en son kurşun maddesine dönüşür (dönüşüm oranlarına bakarak Dünyanın yaşı tespit edilir ama o ayrı konu). Dönüşüm sırasında uranyum dışarıya bir nötron ve gama ışıması verir, bu sırada bir miktar enerji açığa çıkar (bu olaya fizyon denir).

İnsanların yaptığı şeyi bu enerjiyi kontrollü olarak çıkarmaktır, ya da bilerek kontrolden çıkarmaktır.

İşlem şu şekilde yürür. Bir atom çekirdeğinden ayrılan bir nötron paçacığı, başka bir atomun çekirdeğine çarpar. Bu çarpışma sonucu çekirdekten 2 veya 3 nötron ayrılır. Bunlar da giderek başka uranyum atom çekirdeklerine çarparlar. Böylece çekirdekten ayrılan nötron sayısı gittikçe artar. Her seferinde aynı zamanda radyasyon ve enerji de açığa çıkmaktadır. Eğer ortamda yeteri kadar uranyum maddesi varsa bu nötron atma ve enerji ve radyayon yayma olayı şiddetlenerek artar (buna zincirleme reaksiyon denir) ve ancak bir patlama ile sona erer.

Ancak olay burada bitmez. Bombanın yakıcı ve yıkıcı etkisinden başka çevreye o kadar çok nötron ve gama ışını yayılır ki bunlar diğer radyaoaktif olmayan maddelerin çekirdeklerini de parça parçalar ve radyoaktif hale getirirler. Bu maddeler bir canlı üzerindeyse canlının yapısı bozulur. Örneğin kan damarları artık kanı yolunda tutamaz. Kalp düzgün çalışmaz, nefes almak zorlaşır ve sonunda kaçınılmaz ölüm gelir. Ayrıca canlıların hücre çekirdeklerinde bulunan DNA da parçalandığı için hücre bölünmesi sağlıklı biçimde olmaz ve canlılar kanser hastalığına yakalanırlar.

Atom bombasının yıllarca süren ölümcül etkisi bu şekilde ortaya çıkar.

Uranyumun atom bombası etkisi gösterebilmesi için kullanılan miktarı, izotopu ve biçimi çok önemlidir. İstenen şey nötronların çekirdeklere çok sayıda çarpmasıdır. Belli bir miktarın altındaki uranyuma kritik altı denir. Bu miktarda uranyumda radyoaktivite yine olur ama istenen patlama özelliği gerçekleşmez. Ancak belli bir miktarın üzerindeki uranyum zincirleme reaksiyon ile patlamaya sebep olur. Nötronların çevreye yayılmayıp geri dönmesini sağlamak için uranyumun çevresi bir yansıtıcı ile kaplandı. Böylece etkisi artırılmış oldu. Yaklaşık olarak 0.5 kg uranyumdan 1400 ton kömürden, 50000 galon (x3.8 litre) benzinden elde edilen enerji elde edilir.

Atom bombası ilk kez Temmuz 1945’te ABD’nin güneyinde çölde patlatıldı. Sonucu görüldü ve bir daha patlatılamayacağı anlaşıldı. Denemenin devamını Japonya’da yaptılar. Bu ve Hiroşima’ya atılan bombada kullanılan uranyum, birleştiğinde kritik noktayı aşan iki kritik olmayan parçaya ayrıldı. Patlama istendiğinde süratle bir araya getirildi ve patlama sağlandı.

Hiroşima’dan 3 gün sonra Nagazaki’ye atılan bombada başka bir teknik ve uranyum yerine plütonyum kullanıldı. Bu çok daha az radyoaktif madde ile aynı sonucun alınmasını sağlıyordu. Hiroşima’da 60 kilo uranyum kullanılırken Nagazaki’de 6 kilo plütonyum kullanılmış ve neredeyse aynı etki elde edilmiştir. Burada ortasında boşluk bulunan küre şeklindeki plütonyum, çevresini saran konvansiyonel patlayıcının etkisiyle bir araya getirilmiş ve kritik üstü madde kütlesi elde edilmiştir.

Atom bombasını Hitler’in gazabından, Almanya ve Avrupa’dan kaçıp ABD’ye gelen çoğunluğu Yahudi olan bilim adamları yapmışlardır. Albert Einstein atom bombası yapması için ABD başkanı Franklin Roosevelt’e bir mektup yazmıştır. Roosevelt’in emriyle ilk önce Fermi başkanlığında bir ekip kurulmuş, o başarısız olunca ekibin başına sosyalist eğilimi olan Oppenheimer getirilmiştir. Bir şeyi ilk kez yapmak çok zordur. Ekip birkaç yıl içinde denem eyanılma yoluyla ne yapılması gerektiğini bulmuş, amaca uygun yapılar inşa edilmiş, uranyumun işe yarayan radyoaktif olarak zenginleştirilmiş izotopu olan U235 elde edilmiştir. Yukarıda sözü edilen teknik zorluklar aşıldıktan sonra ilk bomba 16 Temmuz 1945’te New Mexico’da, bundan 3 hafta sonra 6 Ağustos 1945’te Hiroşima kenti üzerinde, 3 gün sonra 9 Ağustos 1945’te Nagazaki kenti üzerinde patlatılmıştır. Radysyon etkisi günümüze kadar sürmüştür.

ABD yöneticileri kendilerini daha sonra “Bu şekilde binlerce genç Amrikalının hayatını kurtardık” diye savunmuşlardır. Ancak olan yüzbinlerce Japon çocuk ve kadınlardan oluşan sivillere olmuştur. Belki bu şekilde olmasa da bir yol bulunurdu. ABD Japonya’nın gözünü korkutmak için bombayı bir kentin üzerine değil, boş bir alana atardı. Birinci bombayı attıktan sonra biraz daha sabır gösterir ve ikinci bombayı atmayabilirdi,

Eğer iyi niyetli olsaydı.