Atom Mucizesi
Bütün evrenin, canlı-cansız her şeyin yapı taşı olan atomların, nasıl olağanüstü bir şekilde maddeyi oluşturduğunu artık biliyoruz. Son derece küçük olan bu parçacıklar, buraya kadar da görüldüğü gibi, kendi içlerinde mükemmel bir organizasyona sahiptirler. Ancak atomdaki mucizevi yön bu kadarla kalmaz; atom aynı zamanda içinde çok muazzam bir enerjiyi de barındırır.
Atomun içinde saklı olan güç bir yandan insanlığa hizmet ederken, diğer yandan da insanlık için çok büyükbir tehlike oluşturmaktadır. Öyle ki bu gücün kötüye kullanımıyla, 2. Dünya Savaşı sırasında Hiroşima ve Nagasaki’de onbinlerce insan birkaç saniye gibi çok kısa bir süre içinde hayatlarını kaybettiler. Yakın geçmişte de, Rusya'daki Çernobil Nükleer Santrali'nde meydana gelen bir kaza çok sayıda insanın ölmesine ya da sakat kalmasına yol açmıştı.
Atomun gücünün Hiroşima, Nagasaki ve Çernobil’de yol açtığı felaketlerle ilgili detaylı bilgi vermeden önce, atomdaki bu gücün ne olduğundan ve nasıl ortaya çıktığından kısaca bahsedelim.
ÇEKİRDEKTE SAKLI GÜÇ
Evrendeki temel kuvvetler bölümünde atom çekirdeğinin içindeki protonları ve nötronları birarada tutan kuvvetin, "Güçlü Nükleer Kuvvet" olduğunu ifade etmiştik. İşte nükleer enerji denilen muazzam güç, çekirdekteki bu kuvvetin serbest bırakılmasıyla ortaya çıkar. Bu enerjinin büyüklüğü elementin cinsine göre değişir. Çünkü, her elementin çekirdeğindeki proton ve nötron sayıları farklıdır. Çekirdek büyüdükçe nötron-proton sayıları ile bunları birarada tutan kuvvetin büyüklüğü de artar. Büyük bir çekirdekte, protonların ve nötronların birlikteliğini sağlayan bu kuvveti serbest bırakmak son derece zordur. Parçacıklar, birbirlerinden ayrıldıkça, tıpkı bir yay gibi, daha büyük bir kuvvetle bir araya gelmeye çalışırlar.
Bu kuvveti ayrıntıları ile incelemeden önce, özellikle üzerinde durulması gereken bir konu vardır: Bu kadar küçük bir yere nasıl olup da bu kadar büyük bir kuvvet sığmaktadır. Bu öyle bir kuvvettir ki binlerce insanın yıllarca yaptığı araştırmalar sonucunda bulunmuştur. Üzerinde bir oynama yapılmadığı zaman kimseye bir zararı yoktur, ama insan müdahalesiyle milyonları öldüren bir güç haline gelebilmektedir.
Atomun çekirdeğinde bulunan ve milyonlarca kişinin hayatını tehlikeye sokabilecek olan bu olağanüstü kuvveti, "fisyon" (nükleer parçalanma) ve "füzyon" (nükleer kaynaşma) tepkimeleri diye adlandırılan iki teknik işlem açığa çıkarmaktadır. Fisyon adıyla bilinen reaksiyon atom çekirdeğinin bölünmesi, füzyon isimli reaksiyon ise iki çekirdeğin büyük bir güçle bir araya getirilip birleştirilmesi olayıdır. Her iki reaksiyonda da çok fazla miktarda enerji açığa çıkmaktadır.
NÜKLEER PARÇALANMA (FİSYON)
Fisyon adı verilen tepkime, evrendeki en kuvvetli güç olan "Güçlü Nükleer Kuvvet" ile bir arada tutulan atom çekirdeğinin parçalanmasıdır. Fisyon tepkimesi deneylerinde kullanılan ana madde "uranyum"dur. Çünkü uranyum atomu en ağır atomlardan biridir, bir diğer deyişle çekirdeğinde çok yüksek sayıda proton ve nötron bulunur.
Fisyon, atom çekirdeğinin parçalanmasıdır. Resimde de görüldüğü gibi, bir nötronla çarpıştırılan uranyum 235 atomu parçalanıp, krypton 92 ve baryum 142 atomu oluşturur. Bu çarpışma sonucunda gamma ışınları enerji olarak açığa çıkar.
Fisyon deneylerinde bilim adamları uranyum çekirdeğine, büyük bir hızla nötron göndermişler ve bunun sonunda çok ilginç bir durumla karşı karşıya kalmışlardır. Nötron uranyum çekirdeği tarafından soğurulduktan (yutulduktan) sonra, uranyum çekirdeği çok kararsız duruma gelmiştir.
Burada çekirdeğin "kararsız" olması demek, çekirdek içindeki proton ve nötron sayıları arasında fark oluşması ve bu nedenle çekirdekte bir dengesizliğin meydana gelmesi demektir. Bu durumda çekirdek, meydana gelen dengesizliği gidermek için belli miktarda enerji yayarak parçalara bölünmeye başlar. Ortaya çıkan enerjinin etkisiyle de çekirdek, büyük bir hızla içinde barındırdığı parçaları fırlatmaya başlar.
Deneylerden elde edilen bu sonuçlardan sonra "reaktör" adı verilen özel ortamlarda, nötronlar hızlandırılarak uranyum üzerine gönderilir. Yalnız, nötronlar uranyum üzerine gelişigüzel değil, çok ince hesaplar yapılarak gönderilmektedir. Çünkü, uranyum atomunun üzerine gönderilen herhangi bir nötronun uranyuma hemen ve istenilen noktadan isabet etmesi gerekmektedir. Bu yüzden bu deneyler belli bir olasılık göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmektedir. Ne kadar büyük bir uranyum kütlesi kullanılacağı, uranyum üzerine ne kadarlık bir nötron demeti gönderileceği, nötronların uranyum kütlesini hangi hızla ve ne kadar süre bombardıman edeceği çok detaylı olarak hesaplanmaktadır. Tüm bu hesaplar yapıldıktan ve uygun ortam hazırlandıktan sonra, hareket eden nötron, uranyum kütlesindeki atomların çekirdeklerine isabet edecek şekilde bombardıman edilir ve bu kütledeki atomlardan en azından birinin çekirdeğinin iki parçaya bölünmesi yeterlidir. Bu bölünmede çekirdeğin kütlesinden ortalama iki ya da üç nötron açığa çıkar. Açığa çıkan bu nötronlar kütlenin içindeki diğer uranyum çekirdeklerine çarparak zincirleme reaksiyon başlatırlar. Her yeni bölünen çekirdek de ilk baştaki uranyum çekirdeği gibi davranır. Böylece zincirleme çekirdek bölünmeleri gerçekleşir. Bu zincirleme hareketler sonucu çok sayıda uranyum çekirdeği parçalandığı için ortaya olağanüstü büyüklükte bir enerji çıkar. İşte, onbinlerce insanın ölümüne yol açan Hiroşima ve Nagasaki felaketlerine, bu çekirdek bölünmeleri sebep olmuştur. 2. Dünya Savaşı sırasında, 1945 yılında Amerika’nın Hiroşima’ya attığı atom bombasında patlama anında ve hemen sonrasında yaklaşık 100.000 kişi ölmüştür. Hiroşima felaketinden 3 gün sonra yine Amerika’nın Nagasaki’ye attığı bir diğer atom bombası yüzünden patlama anında yaklaşık 40.000 kişi hayatını kaybetmiştir. Çekirdekten çıkan güç bir yandan insanların ölümüne sebep olurken, diğer yandan çok büyük bir yerleşim alanı harap olmuş, kalan bölge halkında radyasyon nedeniyle nesiller boyu düzeltilemeyecek genetik ve fizyolojik bozulmalar meydana gelmiştir.
Peki dünyamız, tüm atmosfer, bizler de dahil olmak üzere canlı-cansız her şey atomlardan oluşmuşken, atomların bu tip nükleer tepkimelere girmelerini, her an ve her yerde yaşanabilecek Hiroşima ve Nagasaki gibi olayları ne engellemektedir?
Nötronlar öyle yaratılmışlardır ki, doğada serbest halde -bir çekirdeğe bağlı olmadan- dolaştıklarında "beta bozunumu" diye adlandırılan bir bozulmaya uğrarlar. Bu bozulma yüzünden doğada serbest nötrona rastlanmaz. Bu sebeple nükleer tepkimeye girecek nötronlar yapay yollarla elde edilir.
İşte bu noktada ortaya çıkan, tüm evrenin Yaratıcısı olan Allah'ın her şeyi ince bir hesapla var etmiş olduğudur. Allah, atomu içindeki bu muazzam güç ile beraber yaratmıştır ve bu gücü de olağanüstü bir şekilde kontrol altında tutmaktadır.
NÜKLEER KAYNAŞMA (FÜZYON)
Nükleer kaynaşma (füzyon), parçalanmanın tersine çok hafif iki çekirdeği birleştirerek daha ağır bir çekirdek oluşturmak ve bu şekilde açığa çıkan bağ enerjisini kullanmaktır. Ama bunu denetim altında oluşturmak oldukça zor bir iştir. Çünkü çekirdekler pozitif elektrik yükü taşır ve birbirlerine yaklaştırmak istenildiğinde çok şiddetli bir şekilde birbirlerini iterler. Bunların kaynaşmasını sağlamak için aralarındaki itme kuvvetini yenebilecek büyüklükte bir kuvvetin kullanılması gerekmektedir. Gereken bu kinetik enerji (hareket enerjisi), 20-30 milyon derecelik bir sıcaklığa eşdeğerdir. 46
Bu olağanüstü yüksek bir derecedir. Araştırmacılar senelerdir, tükettiğinden daha fazla güç üreten sabit bir füzyon üretmek için çalışmalarına rağmen, bugüne kadar başarılı olamamışlardır.
Füzyon tepkimeleri Güneş'te her an doğal olarak gerçekleşmektedir. Güneş'ten gelen ısı ve ışık, hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşmesi ve bu dönüşüm sırasında kaybolan maddenin yerine enerji ortaya çıkması sayesinde meydana gelmektedir. Güneş saniyede 564 milyon ton hidrojeni 560 milyon ton helyuma çevirir. Kalan 4 milyon ton gaz maddesi de enerjiye dönüşür. Dünyamızdaki canlılık için son derece hayati öneme sahip güneş enerjisini meydana getiren bu müthiş olay milyonlarca yıldır, hiç durmadan devam etmektedir. Bu noktada, şöyle bir soru aklımıza gelebilir. Eğer Güneş'te, saniyede 4 milyon ton kadar büyük bir miktar madde kaybediliyorsa, Güneş'in sonu ne zaman gelecektir?
Güneş saniyede 4 milyon ton, dakikada ise 240 milyon ton madde kaybetmektedir. Güneş'in, 3 milyar yıldan beri bu hızla enerji ürettiğini varsayarsak, bu süre içinde kaybetmiş olduğu kütle 400.000 milyon kere milyon ton olacaktır ki, bu değer, yine de Güneş'in şimdiki toplam kütlesinin 5000’de biri kadardır. Bu miktar, 3 milyar yılda 5 kg’lık bir taş yığınından 1 gram kum eksilmesi gibidir. Bundan da anlaşılacağı gibi Güneş'in kütlesi öyle büyüktür ki, bu kütlenin tükenmesi çok uzun bir zaman gerektirir.
Atomun çekirdeğinde saklı olan bu muazzam gücün açığa çıkmasıyla, birkaç saniye içinde yüzbinlerce insan hayatını kaybetmiştir.
İnsanoğlu, Güneş'in yapısını ve içinde meydana gelen olayları ancak bu yüzyılda keşfetmiştir. Bundan önce kimsenin nükleer patlama, fisyon, füzyon türü olaylardan haberi dahi yoktu. Güneş'in nasıl enerji ürettiğini kimse bilmiyordu. Ancak insanoğlu daha bunlardan habersizken Güneş, milyonlarca yıldır bu akıl almaz mekanizmasıyla yeryüzünün ve hayatın enerji kaynağı olmaya devam ediyordu.
İşte bu noktada şu gerçeğe dikkat çekmek gerekir: Dünyamız muazzam büyüklükte bir kütleye sahip ve enerji kaynağı olan Güneş'ten o kadar hesaplı bir uzaklığa yerleştirilmiştir ki ne onun yakıcı, yok edici etkisine maruz kalır, ne de onun sağlayacağı faydalı enerjiden yoksun kalır. Aynı şekilde bu derece korkunç bir güce ve enerjiye sahip olan Güneş de başta insan olmak üzere yeryüzündeki tüm canlılığa en faydalı olacağı mesafe, güç ve büyüklükte yaratılmıştır.
Bu devasa kütle ve içinde gerçekleşen akıl almaz nükleer reaksiyonlar milyonlarca yıldır yeryüzüyle mükemmel bir uyum içinde ve en kontrollü biçimde faaliyetini sürdürmektedir. Bunun ne kadar olağanüstü, kontrollü ve dengeli bir sistem olduğunu anlamak için, insanın kendi ürettiği basit bir nükleer santrali bile kontrol altında tutmaktan aciz kaldığını hatırlamak yeterlidir. Örneğin, 1986 yılında Rusya’daki Çernobil reaktöründe meydana gelen nükleer kazayı hiçbir bilim adamı, hiçbir teknolojik alet engelleyememiştir. Öyle ki bu nükleer kazanın etkisinin 30-40 yıl süreceği söylenmektedir. Bilim adamları bu etkiyi engellemek için bölgeyi dev kalınlıkta betonlarla kapattıkları halde, ilerleyen günlerde betonlardan sızıntı olduğu haberleri alınmıştır. Değil nükleer patlama, nükleer bir sızıntı bile insan yaşamı için son derece tehlikelidir ve bilim bu tehlike karşısında çaresiz kalmaktadır.
Patlama arkasında çok kalıcı izler bırakmıştır.1986 yılında Rusya’daki Çernobil reaktöründe meydana gelen nükleer kazanın insanlar, tüm diğer canlılar ve bitkiler üzerinde çok kalıcı etkileri olmuştur. Bilim adamları bu etkilerin 30-40 yıl daha süreceğini söylüyorlar. Nükleer sızıntının engellenmesi için alınan önlemler bir sonuç vermemiştir. Radyasyonun zararlı etkilerinin azaltılması için çalışmalar
devam etmektedir.
İşte bu noktada Allah’ın sonsuz gücü ve evrendeki her bir zerre (atom) ve bu zerrenin içindeki tanecikler (proton, nötron...) üzerindeki hakimiyeti ile karşı karşıya kalmaktayız. Allah'ın, yarattıkları üzerindeki bu gücü ve hakimiyeti bir ayette şöyle haber verilir:
Senin içinde olduğun herhangi bir durum, onun hakkında Kur'an'dan okuduğun herhangi bir şey ve sizin işlediğiniz herhangi bir iş yoktur ki, ona (iyice) daldığınızda, Biz sizin üzerinizde şahidler durmuş olmayalım. Yerde ve gökte zerre ağırlığınca hiçbir şey Rabbinden uzakta (saklı) kalmaz. Bunun daha küçüğü de, daha büyüğü de yoktur ki, apaçık bir kitapta (kayıtlı) olmasın. (Yunus Suresi, 61)
ATOM BOMBASININ ETKİLERİ: HİROŞİMA VE NAGASAKİ
II. Dünya Savaşı’nın son yılında atılan atom bombaları, atomun içinde ne kadar büyük bir güç saklı olduğunu tüm dünyanın gözleri önüne sermiştir. Atılan her iki bomba da, yüzbinlerce insanın hayatlarını kaybetmesine, kalanların birçoğunda da hayatları boyunca düzelmeyecek fiziksel arazlar meydana gelmesine sebep olmuştur.
Patlamanın etkisi bombanın gücüne ve çeşitli çevresel koşullara bağlı olmasına rağmen, Nagazaki ve Hiroşima örneklerine dayanarak birkaç saniye içerisinde yüzbinlerce insanın ölmesine yol açan atomun içindeki muazzam gücün, saniyesi saniyesine nasıl ortaya çıktığını ele alıp inceleyelim:
- Patlama anı...
Bir atom bombasının tıpkı Hiroşima ve Nagasaki’de olduğu gibi 2.000 m. yükseklikte patladığını varsayalım. Patlayıcı kütleye fırlatılan ve ilk çekirdeği parçalayan nötron, daha önce de bahsedildiği gibi kütle içerisinde zincirleme tepkimeler oluşturur. Yani ilk parçalanan çekirdekten dışarı fırlayan nötronlar, başka çekirdeklere çarpar ve bu yeni çekirdekleri de parçalar. Böylece hızla bütün çekirdekler zincirleme olarak parçalanır ve çok kısa bir zaman aralığında patlama gerçekleşir. Nötronlar öyle hızlı hareket etmektedirler ki, saniyenin milyonda biri kadar bir zamanda bomba, kütlesi yaklaşık 1.000 milyar kilokalorilik bir enerji açığa çıkarır.Bombanın çevrildiği gaz kütlesinin sıcaklığı, bir anda birkaç milyon dereceye ve gaz basıncı da bir milyon atmosfere çıkar.
- Patlamadan saniyenin binde biri kadar sonra...
Patlamış olan gaz kütlesinin çapı büyür ve etrafa çeşitli ışınlar yayılır. Bu ışınlar patlamanın "başlangıç parlaması"nı oluşturur. Bu parlama onlarca kilometre çapında bir alanda bulunabilecek herhangi bir kişide tam körlüğe neden olabilir. Öyle ki bu parlak ışık (yüzey birimi başına), Güneş yüzeyinden yayılandan yüzlerce kat daha büyüktür.Patlama anından başlayarak geçen zaman öylesine kısadır ki, patlamanın yakınında bulunan bir kişi gözlerini kapayabilecek zaman bile bulamamıştır.
Şokun basınç cephesi kapalı kapılarda ağır hasarlara yol açar. Buna karşılık elektrik taşıma kuleleri, iki parçadan oluşan köprüler ve cam-çelik yapılı gökdelenler de hasar görürler. Patlamanın yakınlarında da büyük oranda, pudraya benzer ince toz kalkar.
- Patlamadan 2 saniye sonra...
Parlayan kütle ve onu çevreleyen hava, bir ateş topu oluşturur. Yüzeyi henüz son derece sıcak ve Güneş'inki kadar, hatta daha parlak olan bu ateş topundan yayılan ısı, 4-5 km çapındaki bir alandaki tüm yanabilir maddeleri tutuşturmaya yeterlidir. Ateş topunun parlaklığı da, görme duyusuna, düzelmeyecek derecede zarar verebilir. Burada ateş topunun çevresinde, çok büyük bir hızla yer değiştiren şok dalgası gelişmiştir.
-Patlamadan 6 saniye sonra...
Bu anda şok dalgası yeryüzüne çarpar ve ilk mekanik zararlara neden olur. Dalga, şiddetli bir hava basıncı yaratır ve bu basıncın şiddeti patlama merkezinden uzaklaştıkça azalır. Bu noktadan yaklaşık 1.5 km. uzakta bile, ek basınç, normal atmosfer basıncının yaklaşık iki katı olur. Bu basınçta insanların sağ kalabilme ihtimali %1’dir.
- Patlamadan 13 saniye sonra...
Şok dalgası yerin yüzeyinde yayılır ve bunu, ateş topunun kovduğu havanın yer değiştirmesi nedeniyle oluşan patlama izler. Bu patlama yer boyunca 300-400 km/saatlik bir hızla yayılır.
Bu arada ateş topu soğumuş ve hacmi küçülmüştür. Havadan hafif olduğundan yükselmeye başlar. Yukarıya doğru yönelen bu hareket, yeryüzünde rüzgarın yönünün tersine dönmesine yol açar ve şiddetli bir rüzgar, başlangıçta patlama merkezinden dışarı doğru eserken, şimdi merkeze doğru esmeye koyulur.
- Patlamadan 30 saniye sonra...
Ateş topu yükseldikçe, küre biçimindeki şekli bozulur ve tipik bir mantar görünümünü alır.
- Patlamadan 2 dakika sonra...
Mantar biçimli bulut şimdi 12.000 metrelik bir yüksekliğe, yani atmosferin stratosfer tabakasının alt sınırına ulaşmıştır. Bu kadar yüksek düzeyde esen rüzgarlar, mantar biçimindeki bulutu azar azar dağıtır ve bulutu oluşturan maddeleri (genel olarak radyoaktif döküntüleri) atmosfere saçar. Söz konusu bu radyoaktif döküntüler, çok küçük tanecikler olduklarından atmosferde daha yüksek katmanlara da çıkabilirler. Bu döküntüler yeryüzüne düşmeden evvel, atmosferin üst tabakalarında esen rüzgarlar tarafından dünyanın çevresinde birkaç kez döndürülebilir. Böylece radyasyon döküntüleri dünyanın dört bir yanına dağılabilir.
ATOMDAN ÇIKAN RADYASYON
Radyasyon, atomun dış yüzeyindeki elektronlara çarptığı zaman, pozitif iyonlar oluşturarak cok ciddi hasarlar verebilir. Elektronlar diğer nötr atomlara bağlanarak negatif iyonlar oluştururlar. 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 yayılan 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.
Hidrojen bombası, temelde nükleer füzyon reaksiyonuna dayanan ve çok yüksek tahrip gücüne sahip nükleer bir silahtır. Hidrojen bombasından açığa çıkan enerji, aynı ağırlıktaki atom bombasına göre yaklaşık 1000 kat kadar fazladır. Hidrojen bombası patlamalarının en büyük tehlikelerinden biri radyoaktif tozların solunum, sindirim ve deri yoluyla vücuda girmesidir. Bu tozlar bulaşmanın azlığına veya çokluğuna göre yukarıda saydığımız bozukluklara sebep olurlar.
ATOMUN GÜCÜ
Bütün evrenin, canlı-cansız her şeyin yapı taşı olan atomların, nasıl olağanüstü bir şekilde maddeyi oluşturduğunu artık biliyoruz. Son derece küçük olan bu parçacıklar, buraya kadar da görüldüğü gibi, kendi içlerinde mükemmel bir organizasyona sahiptirler. Ancak atomdaki mucizevi yön bu kadarla kalmaz; atom aynı zamanda içinde çok muazzam bir enerjiyi de barındırır.
Atomun içinde saklı olan güç bir yandan insanlığa hizmet ederken, diğer yandan da insanlık için çok büyükbir tehlike oluşturmaktadır. Öyle ki bu gücün kötüye kullanımıyla, 2. Dünya Savaşı sırasında Hiroşima ve Nagasaki’de onbinlerce insan birkaç saniye gibi çok kısa bir süre içinde hayatlarını kaybettiler. Yakın geçmişte de, Rusya'daki Çernobil Nükleer Santrali'nde meydana gelen bir kaza çok sayıda insanın ölmesine ya da sakat kalmasına yol açmıştı.
Atomun gücünün Hiroşima, Nagasaki ve Çernobil’de yol açtığı felaketlerle ilgili detaylı bilgi vermeden önce, atomdaki bu gücün ne olduğundan ve nasıl ortaya çıktığından kısaca bahsedelim.
ÇEKİRDEKTE SAKLI GÜÇ
Evrendeki temel kuvvetler bölümünde atom çekirdeğinin içindeki protonları ve nötronları birarada tutan kuvvetin, "Güçlü Nükleer Kuvvet" olduğunu ifade etmiştik. İşte nükleer enerji denilen muazzam güç, çekirdekteki bu kuvvetin serbest bırakılmasıyla ortaya çıkar. Bu enerjinin büyüklüğü elementin cinsine göre değişir. Çünkü, her elementin çekirdeğindeki proton ve nötron sayıları farklıdır. Çekirdek büyüdükçe nötron-proton sayıları ile bunları birarada tutan kuvvetin büyüklüğü de artar. Büyük bir çekirdekte, protonların ve nötronların birlikteliğini sağlayan bu kuvveti serbest bırakmak son derece zordur. Parçacıklar, birbirlerinden ayrıldıkça, tıpkı bir yay gibi, daha büyük bir kuvvetle bir araya gelmeye çalışırlar.
Bu kuvveti ayrıntıları ile incelemeden önce, özellikle üzerinde durulması gereken bir konu vardır: Bu kadar küçük bir yere nasıl olup da bu kadar büyük bir kuvvet sığmaktadır. Bu öyle bir kuvvettir ki binlerce insanın yıllarca yaptığı araştırmalar sonucunda bulunmuştur. Üzerinde bir oynama yapılmadığı zaman kimseye bir zararı yoktur, ama insan müdahalesiyle milyonları öldüren bir güç haline gelebilmektedir.
Atomun çekirdeğinde bulunan ve milyonlarca kişinin hayatını tehlikeye sokabilecek olan bu olağanüstü kuvveti, "fisyon" (nükleer parçalanma) ve "füzyon" (nükleer kaynaşma) tepkimeleri diye adlandırılan iki teknik işlem açığa çıkarmaktadır. Fisyon adıyla bilinen reaksiyon atom çekirdeğinin bölünmesi, füzyon isimli reaksiyon ise iki çekirdeğin büyük bir güçle bir araya getirilip birleştirilmesi olayıdır. Her iki reaksiyonda da çok fazla miktarda enerji açığa çıkmaktadır.
NÜKLEER PARÇALANMA (FİSYON)
Fisyon adı verilen tepkime, evrendeki en kuvvetli güç olan "Güçlü Nükleer Kuvvet" ile bir arada tutulan atom çekirdeğinin parçalanmasıdır. Fisyon tepkimesi deneylerinde kullanılan ana madde "uranyum"dur. Çünkü uranyum atomu en ağır atomlardan biridir, bir diğer deyişle çekirdeğinde çok yüksek sayıda proton ve nötron bulunur.
Fisyon, atom çekirdeğinin parçalanmasıdır. Resimde de görüldüğü gibi, bir nötronla çarpıştırılan uranyum 235 atomu parçalanıp, krypton 92 ve baryum 142 atomu oluşturur. Bu çarpışma sonucunda gamma ışınları enerji olarak açığa çıkar.
Fisyon deneylerinde bilim adamları uranyum çekirdeğine, büyük bir hızla nötron göndermişler ve bunun sonunda çok ilginç bir durumla karşı karşıya kalmışlardır. Nötron uranyum çekirdeği tarafından soğurulduktan (yutulduktan) sonra, uranyum çekirdeği çok kararsız duruma gelmiştir.
Burada çekirdeğin "kararsız" olması demek, çekirdek içindeki proton ve nötron sayıları arasında fark oluşması ve bu nedenle çekirdekte bir dengesizliğin meydana gelmesi demektir. Bu durumda çekirdek, meydana gelen dengesizliği gidermek için belli miktarda enerji yayarak parçalara bölünmeye başlar. Ortaya çıkan enerjinin etkisiyle de çekirdek, büyük bir hızla içinde barındırdığı parçaları fırlatmaya başlar.
Deneylerden elde edilen bu sonuçlardan sonra "reaktör" adı verilen özel ortamlarda, nötronlar hızlandırılarak uranyum üzerine gönderilir. Yalnız, nötronlar uranyum üzerine gelişigüzel değil, çok ince hesaplar yapılarak gönderilmektedir. Çünkü, uranyum atomunun üzerine gönderilen herhangi bir nötronun uranyuma hemen ve istenilen noktadan isabet etmesi gerekmektedir. Bu yüzden bu deneyler belli bir olasılık göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmektedir. Ne kadar büyük bir uranyum kütlesi kullanılacağı, uranyum üzerine ne kadarlık bir nötron demeti gönderileceği, nötronların uranyum kütlesini hangi hızla ve ne kadar süre bombardıman edeceği çok detaylı olarak hesaplanmaktadır. Tüm bu hesaplar yapıldıktan ve uygun ortam hazırlandıktan sonra, hareket eden nötron, uranyum kütlesindeki atomların çekirdeklerine isabet edecek şekilde bombardıman edilir ve bu kütledeki atomlardan en azından birinin çekirdeğinin iki parçaya bölünmesi yeterlidir. Bu bölünmede çekirdeğin kütlesinden ortalama iki ya da üç nötron açığa çıkar. Açığa çıkan bu nötronlar kütlenin içindeki diğer uranyum çekirdeklerine çarparak zincirleme reaksiyon başlatırlar. Her yeni bölünen çekirdek de ilk baştaki uranyum çekirdeği gibi davranır. Böylece zincirleme çekirdek bölünmeleri gerçekleşir. Bu zincirleme hareketler sonucu çok sayıda uranyum çekirdeği parçalandığı için ortaya olağanüstü büyüklükte bir enerji çıkar. İşte, onbinlerce insanın ölümüne yol açan Hiroşima ve Nagasaki felaketlerine, bu çekirdek bölünmeleri sebep olmuştur. 2. Dünya Savaşı sırasında, 1945 yılında Amerika’nın Hiroşima’ya attığı atom bombasında patlama anında ve hemen sonrasında yaklaşık 100.000 kişi ölmüştür. Hiroşima felaketinden 3 gün sonra yine Amerika’nın Nagasaki’ye attığı bir diğer atom bombası yüzünden patlama anında yaklaşık 40.000 kişi hayatını kaybetmiştir. Çekirdekten çıkan güç bir yandan insanların ölümüne sebep olurken, diğer yandan çok büyük bir yerleşim alanı harap olmuş, kalan bölge halkında radyasyon nedeniyle nesiller boyu düzeltilemeyecek genetik ve fizyolojik bozulmalar meydana gelmiştir.
Peki dünyamız, tüm atmosfer, bizler de dahil olmak üzere canlı-cansız her şey atomlardan oluşmuşken, atomların bu tip nükleer tepkimelere girmelerini, her an ve her yerde yaşanabilecek Hiroşima ve Nagasaki gibi olayları ne engellemektedir?
Nötronlar öyle yaratılmışlardır ki, doğada serbest halde -bir çekirdeğe bağlı olmadan- dolaştıklarında "beta bozunumu" diye adlandırılan bir bozulmaya uğrarlar. Bu bozulma yüzünden doğada serbest nötrona rastlanmaz. Bu sebeple nükleer tepkimeye girecek nötronlar yapay yollarla elde edilir.
İşte bu noktada ortaya çıkan, tüm evrenin Yaratıcısı olan Allah'ın her şeyi ince bir hesapla var etmiş olduğudur. Allah, atomu içindeki bu muazzam güç ile beraber yaratmıştır ve bu gücü de olağanüstü bir şekilde kontrol altında tutmaktadır.
NÜKLEER KAYNAŞMA (FÜZYON)
Nükleer kaynaşma (füzyon), parçalanmanın tersine çok hafif iki çekirdeği birleştirerek daha ağır bir çekirdek oluşturmak ve bu şekilde açığa çıkan bağ enerjisini kullanmaktır. Ama bunu denetim altında oluşturmak oldukça zor bir iştir. Çünkü çekirdekler pozitif elektrik yükü taşır ve birbirlerine yaklaştırmak istenildiğinde çok şiddetli bir şekilde birbirlerini iterler. Bunların kaynaşmasını sağlamak için aralarındaki itme kuvvetini yenebilecek büyüklükte bir kuvvetin kullanılması gerekmektedir. Gereken bu kinetik enerji (hareket enerjisi), 20-30 milyon derecelik bir sıcaklığa eşdeğerdir. 46
Bu olağanüstü yüksek bir derecedir. Araştırmacılar senelerdir, tükettiğinden daha fazla güç üreten sabit bir füzyon üretmek için çalışmalarına rağmen, bugüne kadar başarılı olamamışlardır.
Füzyon tepkimeleri Güneş'te her an doğal olarak gerçekleşmektedir. Güneş'ten gelen ısı ve ışık, hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşmesi ve bu dönüşüm sırasında kaybolan maddenin yerine enerji ortaya çıkması sayesinde meydana gelmektedir. Güneş saniyede 564 milyon ton hidrojeni 560 milyon ton helyuma çevirir. Kalan 4 milyon ton gaz maddesi de enerjiye dönüşür. Dünyamızdaki canlılık için son derece hayati öneme sahip güneş enerjisini meydana getiren bu müthiş olay milyonlarca yıldır, hiç durmadan devam etmektedir. Bu noktada, şöyle bir soru aklımıza gelebilir. Eğer Güneş'te, saniyede 4 milyon ton kadar büyük bir miktar madde kaybediliyorsa, Güneş'in sonu ne zaman gelecektir?
Güneş saniyede 4 milyon ton, dakikada ise 240 milyon ton madde kaybetmektedir. Güneş'in, 3 milyar yıldan beri bu hızla enerji ürettiğini varsayarsak, bu süre içinde kaybetmiş olduğu kütle 400.000 milyon kere milyon ton olacaktır ki, bu değer, yine de Güneş'in şimdiki toplam kütlesinin 5000’de biri kadardır. Bu miktar, 3 milyar yılda 5 kg’lık bir taş yığınından 1 gram kum eksilmesi gibidir. Bundan da anlaşılacağı gibi Güneş'in kütlesi öyle büyüktür ki, bu kütlenin tükenmesi çok uzun bir zaman gerektirir.
Atomun çekirdeğinde saklı olan bu muazzam gücün açığa çıkmasıyla, birkaç saniye içinde yüzbinlerce insan hayatını kaybetmiştir.
İnsanoğlu, Güneş'in yapısını ve içinde meydana gelen olayları ancak bu yüzyılda keşfetmiştir. Bundan önce kimsenin nükleer patlama, fisyon, füzyon türü olaylardan haberi dahi yoktu. Güneş'in nasıl enerji ürettiğini kimse bilmiyordu. Ancak insanoğlu daha bunlardan habersizken Güneş, milyonlarca yıldır bu akıl almaz mekanizmasıyla yeryüzünün ve hayatın enerji kaynağı olmaya devam ediyordu.
İşte bu noktada şu gerçeğe dikkat çekmek gerekir: Dünyamız muazzam büyüklükte bir kütleye sahip ve enerji kaynağı olan Güneş'ten o kadar hesaplı bir uzaklığa yerleştirilmiştir ki ne onun yakıcı, yok edici etkisine maruz kalır, ne de onun sağlayacağı faydalı enerjiden yoksun kalır. Aynı şekilde bu derece korkunç bir güce ve enerjiye sahip olan Güneş de başta insan olmak üzere yeryüzündeki tüm canlılığa en faydalı olacağı mesafe, güç ve büyüklükte yaratılmıştır.
Bu devasa kütle ve içinde gerçekleşen akıl almaz nükleer reaksiyonlar milyonlarca yıldır yeryüzüyle mükemmel bir uyum içinde ve en kontrollü biçimde faaliyetini sürdürmektedir. Bunun ne kadar olağanüstü, kontrollü ve dengeli bir sistem olduğunu anlamak için, insanın kendi ürettiği basit bir nükleer santrali bile kontrol altında tutmaktan aciz kaldığını hatırlamak yeterlidir. Örneğin, 1986 yılında Rusya’daki Çernobil reaktöründe meydana gelen nükleer kazayı hiçbir bilim adamı, hiçbir teknolojik alet engelleyememiştir. Öyle ki bu nükleer kazanın etkisinin 30-40 yıl süreceği söylenmektedir. Bilim adamları bu etkiyi engellemek için bölgeyi dev kalınlıkta betonlarla kapattıkları halde, ilerleyen günlerde betonlardan sızıntı olduğu haberleri alınmıştır. Değil nükleer patlama, nükleer bir sızıntı bile insan yaşamı için son derece tehlikelidir ve bilim bu tehlike karşısında çaresiz kalmaktadır.
Patlama arkasında çok kalıcı izler bırakmıştır.
devam etmektedir.
İşte bu noktada Allah’ın sonsuz gücü ve evrendeki her bir zerre (atom) ve bu zerrenin içindeki tanecikler (proton, nötron...) üzerindeki hakimiyeti ile karşı karşıya kalmaktayız. Allah'ın, yarattıkları üzerindeki bu gücü ve hakimiyeti bir ayette şöyle haber verilir:
Senin içinde olduğun herhangi bir durum, onun hakkında Kur'an'dan okuduğun herhangi bir şey ve sizin işlediğiniz herhangi bir iş yoktur ki, ona (iyice) daldığınızda, Biz sizin üzerinizde şahidler durmuş olmayalım. Yerde ve gökte zerre ağırlığınca hiçbir şey Rabbinden uzakta (saklı) kalmaz. Bunun daha küçüğü de, daha büyüğü de yoktur ki, apaçık bir kitapta (kayıtlı) olmasın. (Yunus Suresi, 61)
ATOM BOMBASININ ETKİLERİ: HİROŞİMA VE NAGASAKİ
II. Dünya Savaşı’nın son yılında atılan atom bombaları, atomun içinde ne kadar büyük bir güç saklı olduğunu tüm dünyanın gözleri önüne sermiştir. Atılan her iki bomba da, yüzbinlerce insanın hayatlarını kaybetmesine, kalanların birçoğunda da hayatları boyunca düzelmeyecek fiziksel arazlar meydana gelmesine sebep olmuştur.
Patlamanın etkisi bombanın gücüne ve çeşitli çevresel koşullara bağlı olmasına rağmen, Nagazaki ve Hiroşima örneklerine dayanarak birkaç saniye içerisinde yüzbinlerce insanın ölmesine yol açan atomun içindeki muazzam gücün, saniyesi saniyesine nasıl ortaya çıktığını ele alıp inceleyelim:
- Patlama anı...
Bir atom bombasının tıpkı Hiroşima ve Nagasaki’de olduğu gibi 2.000 m. yükseklikte patladığını varsayalım. Patlayıcı kütleye fırlatılan ve ilk çekirdeği parçalayan nötron, daha önce de bahsedildiği gibi kütle içerisinde zincirleme tepkimeler oluşturur. Yani ilk parçalanan çekirdekten dışarı fırlayan nötronlar, başka çekirdeklere çarpar ve bu yeni çekirdekleri de parçalar. Böylece hızla bütün çekirdekler zincirleme olarak parçalanır ve çok kısa bir zaman aralığında patlama gerçekleşir. Nötronlar öyle hızlı hareket etmektedirler ki, saniyenin milyonda biri kadar bir zamanda bomba, kütlesi yaklaşık 1.000 milyar kilokalorilik bir enerji açığa çıkarır.Bombanın çevrildiği gaz kütlesinin sıcaklığı, bir anda birkaç milyon dereceye ve gaz basıncı da bir milyon atmosfere çıkar.
- Patlamadan saniyenin binde biri kadar sonra...
Patlamış olan gaz kütlesinin çapı büyür ve etrafa çeşitli ışınlar yayılır. Bu ışınlar patlamanın "başlangıç parlaması"nı oluşturur. Bu parlama onlarca kilometre çapında bir alanda bulunabilecek herhangi bir kişide tam körlüğe neden olabilir. Öyle ki bu parlak ışık (yüzey birimi başına), Güneş yüzeyinden yayılandan yüzlerce kat daha büyüktür.Patlama anından başlayarak geçen zaman öylesine kısadır ki, patlamanın yakınında bulunan bir kişi gözlerini kapayabilecek zaman bile bulamamıştır.
Şokun basınç cephesi kapalı kapılarda ağır hasarlara yol açar. Buna karşılık elektrik taşıma kuleleri, iki parçadan oluşan köprüler ve cam-çelik yapılı gökdelenler de hasar görürler. Patlamanın yakınlarında da büyük oranda, pudraya benzer ince toz kalkar.
- Patlamadan 2 saniye sonra...
Parlayan kütle ve onu çevreleyen hava, bir ateş topu oluşturur. Yüzeyi henüz son derece sıcak ve Güneş'inki kadar, hatta daha parlak olan bu ateş topundan yayılan ısı, 4-5 km çapındaki bir alandaki tüm yanabilir maddeleri tutuşturmaya yeterlidir. Ateş topunun parlaklığı da, görme duyusuna, düzelmeyecek derecede zarar verebilir. Burada ateş topunun çevresinde, çok büyük bir hızla yer değiştiren şok dalgası gelişmiştir.
-Patlamadan 6 saniye sonra...
Bu anda şok dalgası yeryüzüne çarpar ve ilk mekanik zararlara neden olur. Dalga, şiddetli bir hava basıncı yaratır ve bu basıncın şiddeti patlama merkezinden uzaklaştıkça azalır. Bu noktadan yaklaşık 1.5 km. uzakta bile, ek basınç, normal atmosfer basıncının yaklaşık iki katı olur. Bu basınçta insanların sağ kalabilme ihtimali %1’dir.
- Patlamadan 13 saniye sonra...
Şok dalgası yerin yüzeyinde yayılır ve bunu, ateş topunun kovduğu havanın yer değiştirmesi nedeniyle oluşan patlama izler. Bu patlama yer boyunca 300-400 km/saatlik bir hızla yayılır.
Bu arada ateş topu soğumuş ve hacmi küçülmüştür. Havadan hafif olduğundan yükselmeye başlar. Yukarıya doğru yönelen bu hareket, yeryüzünde rüzgarın yönünün tersine dönmesine yol açar ve şiddetli bir rüzgar, başlangıçta patlama merkezinden dışarı doğru eserken, şimdi merkeze doğru esmeye koyulur.
- Patlamadan 30 saniye sonra...
Ateş topu yükseldikçe, küre biçimindeki şekli bozulur ve tipik bir mantar görünümünü alır.
- Patlamadan 2 dakika sonra...
Mantar biçimli bulut şimdi 12.000 metrelik bir yüksekliğe, yani atmosferin stratosfer tabakasının alt sınırına ulaşmıştır. Bu kadar yüksek düzeyde esen rüzgarlar, mantar biçimindeki bulutu azar azar dağıtır ve bulutu oluşturan maddeleri (genel olarak radyoaktif döküntüleri) atmosfere saçar. Söz konusu bu radyoaktif döküntüler, çok küçük tanecikler olduklarından atmosferde daha yüksek katmanlara da çıkabilirler. Bu döküntüler yeryüzüne düşmeden evvel, atmosferin üst tabakalarında esen rüzgarlar tarafından dünyanın çevresinde birkaç kez döndürülebilir. Böylece radyasyon döküntüleri dünyanın dört bir yanına dağılabilir.
ATOMDAN ÇIKAN RADYASYON
Radyasyon, atomun dış yüzeyindeki elektronlara çarptığı zaman, pozitif iyonlar oluşturarak cok ciddi hasarlar verebilir. Elektronlar diğer nötr atomlara bağlanarak negatif iyonlar oluştururlar.
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 yayılan 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.
Hidrojen bombası, temelde nükleer füzyon reaksiyonuna dayanan ve çok yüksek tahrip gücüne sahip nükleer bir silahtır. Hidrojen bombasından açığa çıkan enerji, aynı ağırlıktaki atom bombasına göre yaklaşık 1000 kat kadar fazladır. Hidrojen bombası patlamalarının en büyük tehlikelerinden biri radyoaktif tozların solunum, sindirim ve deri yoluyla vücuda girmesidir. Bu tozlar bulaşmanın azlığına veya çokluğuna göre yukarıda saydığımız bozukluklara sebep olurlar.
