ATOMUN GÜCÜ

 

Bütün evrenin, canlı-cansız herşeyin yapıtaşı olan atomun 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 barındırmaktadır.

Atomun içinde saklı olan bu güç öylesine büyüktür ki, insanlık bu enerjinin keşfiyle artık okyanusları birleştiren dev kanallar açabiliyor, dağları oyabiliyor, suni iklimler üretebiliyor ve bunlar gibi daha birçok faydalı işi yapabiliyor. Ama atomun içinde saklı olan güç, bu şekilde bir yandan insanlığın hizmetine girerken, diğer yandan da insanlık için çok büyük tehlike arzediyor. Öyle ki bu gücün kötüye kullanımıyla, 2. Dünya Savaşı sırasında Hiroşima ve Nagasaki'de onbinlerce insan birkaç saniye gibi çok küçük bir süre içinde ölmüşlerdi.

Atomun gücünün Hiroşima ve Nagasaki'de yolaçtığı felaketlerle ilgili detaylı bilgi vermeden önce, atomdaki bu gücün ne olduğundan ve nasıl ortaya çıktığından kısaca bahsedelim.

Atom çekirdeğinin içindeki protonları ve nötronları birbirine bağlayan enerji "Nükleer Enerji" olarak ifade edilmektedir. Bu enerjinin büyüklüğü ele alınacak elemente göre değişir. Çünkü, her elementin çekirdeğindeki proton ve nötron sayıları farklıdır. Çekirdek büyüdükçe nötron-proton sayıları ile bunları birbirine bağlayan enerji de artar. Büyük bir çekirdekte, protonların ve nötronların birlikteliğini bozmak bu enerji çok büyük olduğu için son derece zordur. Parçacıklar, tıpkı bir lastik gibi birbirlerinden ayrıldıkça daha büyük bir kuvvetle biraraya gelmeye çalışırlar. Bu kuvvet, daha önce de belirtildiği gibi 'Güçlü Nükleer Kuvvet' olarak adlandırılmıştır ve evrende bulunan dört ana kuvvetten biri ve en güçlüsüdür. Atomdan elde edilen muazzam enerjinin kaynağı işte bu güçtür.

Atomun içindeki bu güç görüldüğü gibi öylesine büyüktür ki yanlış bir kullanımda dünya için çok büyük bir tehlike arzedebilir. İleriki sayfalarda atom çekirdeğindeki bu gücün nasıl Hiroşima, Nagasaki, Çernobil gibi dehşet tabloları oluşturduğunu, ama iyi kullanıldığında insanlık için nasıl parlak ufuklar açabileceğini okuyacaksınız.

Atomun içindeki gücü açıklarken nükleer reaksiyonlardan, birtakım deneylerden, bazı elementlerden bahsedeceğiz. Burada unutulmaması gereken, Allah'ın bir milimetrenin yaklaşık trilyonda biri kadar bir alana böylesine büyük bir kuvveti sığdırmış olmasıdır.

 

 

Atomun İçindeki Nükleer Enerji 

Bu bölümde sıkça kullanacağımız "Nükleer Enerji" terimi, atom çekirdeğinin içinde protonlarla nötronları birbirine bağlayan enerjiyi ifade etmektedir. Bu enerjinin büyüklüğü ele alınacak elemente göre değişir. Çünkü, her elementin çekirdeğindeki proton ve nötron sayıları farklıdır. Yani, çekirdek büyüdükçe nötronlarla protonları birbirine bağlayan enerji de büyür. Dolayısıyla büyük bir çekirdekte bu birlikteliği bozmak daha zordur.

Bu kuvveti daha önceki bölümlerde "Güçlü Nükleer Kuvvet" adı altında incelemiş ve bu kuvvetin evrende bulunan dört ana kuvvetten biri ve en güçlüsü olduğunu görmüştük. İşte, atomdan elde edilen muazzam enerjinin kaynağı bu güçtür.

Atomdaki olağanüstü gücü fisyon (nükleer parçalanma) ve füzyon (nükleer kaynaşma) tepkimeleri" diye adlandırılan iki teknik işlem açığa çıkarmaktadır. Bu tepkimeler, ilk bakışta atomun çekirdeğinde gerçekleşiyor gibi gözükse de, aslında atomun bütün yapıtaşlarıyla birlikte katıldığı tepkimelerdir. Fisyon adıyla bilinen reaksiyon atomun çekirdeğinin bölünmesi, Füzyon olarak bilinen reaksiyon ise iki çekirdeğin büyük bir güçle biraraya getirilip birleştirilmesi olayıdır. Her iki reaksiyonda da olağanüstü miktarda enerji açığa çıkmaktadır.

Nükleer Parçalanma (Fisyon)

Fisyon adı verilen tepkime, evrendeki en kuvvetli güç olan "Güçlü Nükleer Kuvvet" ile birarada 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 deneylerinde bilimadamları uranyum çekirdeğine, büyük bir hızla nötron göndermişler ve çok ilginç bir durumla karşı karşıya kalmışlardır. Nötron uranyum çekirdeği tarafından soğurulduktan (bünyesine alındıktan) 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 oluşmasıdır. 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 gözönünde bulundurularak gerçekleştirilmektedir. Ne kadar büyük bir uranyum kütlesi kullanılacağı, uranyum üzerine ne kadar nötron demeti gönderileceği, nötronların uranyum kütlesini hangi hızla ve ne kadar süre bombardıman edeceği çok detaylıca hesaplanmaktadır.

Tüm bu hesaplar yapıldıktan ve uygun ortam hazırlandıktan sonra, hareket eden nötron, uranyum atomu çekirdeğinin tam ortasına çarptırılır ve çekirdeğin iki parçaya bölünmesi gerçekleşir. Bu bölünmede çekirdeğin kütlesinden ortalama iki ya da üç nötron açığa çıkar. Açığa çıkan bu nötronlar ortamdaki diğer uranyum çekirdeklerine çarpar ve bu yeni bölünen çekirdekler 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 enerji çıkar.

İşte, onbinlerce insanın ölümüne yolaçan 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 alan yıkıntı haline gelmiş, kalan bölge halkında, radyasyon nedeniyle, nesiller boyu düzeltilemeyecek fizyolojik bozulmalar oluşmuştur.

Peki dünyamız, tüm atmosfer, bizler de dahil olmak üzere canlı-cansız herşey 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 edilirler.

İşte bu noktada ortaya çıkan, tüm evrenin Yaratıcısı'nın herşeyi ince bir hesapla varetmiş olmasıdır. Çünkü, nötronlar serbest halde bozulmaya uğramasalardı, dünya yaşamanın mümkün olmadığı, nükleer reaksiyonların son bulmadığı bir küreden ibaret olurdu. Allah atomu içindeki bu muazzam güç ile beraber yaratmış ve bu gücü de olağanüstü bir şekilde saklamıştır.

  

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 enerjinin sağlanması gerekmektedir. Buradaki itme kuvvetinin sıcaklık olarak karşılığı 2 milyar derece dolayındadır. İtme kuvvetini yenmek için kinetik enerji (hareket enerjisi) gerekir ve gereken bu enerji 20-30 milyon derecelik bir sıcaklığa eşdeğerdir. Bu olağanüstü bir sıcaklıktır ve kaynaşma tepkimesine girecek maddeyi taşıyacak hiçbir katı malzeme de bu sıcaklığa dayanamaz.

Füzyon tepkimeleri doğal olarak güneşte her an gerçekleşmektedir. Güneşten gelen ısı ve ışık hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşmesi ve bu dönüşüm sırasında kaybolan maddenin yerine ortaya çıkan enerjiden meydana gelmektedir. Güneşin bu enerjisi, saniyede 564 milyon ton hidrojeni 560 milyon ton helyuma çevirdiği ve kalan 4 milyon ton gaz maddesi de enerjiye dönüştüğü için ortaya çıkmaktadır. Dünyamızdaki canlılık için son derece hayati önemi olan güneş enerjisine sebep olan bu müthiş olay milyonlarca yıldır, hiç durmadan devam etmektedir. Bu noktada, şöyle bir soru aklımıza gelebilir. Eğer güneşte, saniyede 4 milyon ton kadar büyük bir miktar madde kaybediliyorsa, güneşin sonu ne zaman gelecektir?

Evet, güneş saniyede 4 milyon ton, dakikada ise 240 milyon ton madde kaybeder. Eğer güneş, 3 milyar yıldan beri bu hızla enerji üretiyorsa, bu süre içinde kaybetmiş olduğu kütle 400.000 milyon kere milyon ton olacaktır ki, bu değer, yine de güneşin şimdiki toplam kütlesinin 5000'de biri kadardır. Bu miktar, 3 milyar yılda 5 kg'lık bir taş yığınından tek bir çakıl taşının eksilmesi gibidir. Güneşin kütlesi öyle büyüktür ki, bu kütlenin tükenmesi çok uzun bir zaman gerektirir.

İnsanoğlu, güneşin yapısını ve içinde meydana gelen olayları ancak bu yüzyılda keşfetmiştir. Bundan önce kimsenin nükleer patlama, fizyon, füzyon türü olaylardan belki de haberi dahi yoktu. Güneşin neden enerji ürettiğini kimse bilmiyordu. Ancak insanoğlu daha bunlardan habersizken güneş milyonlarca yıldır bu akılalmaz mekanizmasıyla yeryüzünün ve hayatın enerji kaynağı olmaya devam ediyordu.

Dünyamız bu kadar muazzam bir kütle ve bu kadar büyük bir enerji kaynağına o kadar hesaplı bir uzaklığa yerleştirilmiştir ki ne onun yakıcı, yokedici etkisine maruz kalır, ne de onun sağlayacağı faydalı enerjiden yoksun kalır. Bu derece korkunç bir güce ve enerjiye sahip olan güneş başta insan olmak üzere yeryüzündeki tüm canlılığa en faydalı olacağı mesafe, güç ve büyüklükte yaratılmıştır.

Bu devasa kütle ve içinde gerçekleşen akılalmaz nükleer reaksiyonlar milyonlarca yıldır yeryüzüyle mükemmel bir uyum içinde ve en kontrollü biçimde faaliyetini sürdürmektedir. Bunun ne kadar olağan-üstü kontrollü ve dengeli bir sistem olduğunu anlamak için, insanın kendi ürettiği basit bir nükleer santrale bile kimi zaman söz geçirmekten aciz kaldığını hatırlamak yeterlidir. Örneğin 1986 yılında Rusya'da Çernobil reaktöründeki nükleer kazayı hiçbir bilimadamı, hiçbir teknolojik alet engelleyememiştir. Öyle ki bu nükleer kazanın etkisinin 30-40 yıl süreceği söylenmektedir. Bilimadamları bu etkiyi engellemek için bölgeyi dev kalınlıkta betonlarla kapattıkları halde, son günlerde betonlardan sızıntı olduğu haberleri alınmaktadır. Değil nükleer patlama, nükleer bir sızıntı bile insan yaşamı için son derece tehlikelidir ve bilim bu tehlike karşısında çaresiz kalmaktadır.

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 kalıyoruz. 

Gerçekten sizin Rabbiniz, altı günde gökleri ve yeri yaratan, sonra arşa istiva eden Allah'tır. Gündüzü, durmaksızın kendisini kovalayan geceyle örten, güneşe, aya ve yıldızlara kendi buyruğuyla baş eğdirendir. Haberiniz olsun yaratmak da, emir de (yalnızca) O'nundur. Alemlerin Rabbi olan Allah ne yücedir. (Araf, 54)

  

Atom Bombasının Etkileri: Hiroşima ve Nagasaki 

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.

Birkaç saniye içersinde yüzbinlerce insanın ölmesine yolaçan 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 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 güneşinki kadar, hatta daha parlak olan bu ateş topundan yayılan ısı, 4-5 km çapındaki bir alandaki tüm yanabilir maddeleri yakmaya yeterlidir. Ateş topunun parlaklığı da, hala görme duyusuna, düzeltilemeyecek kadar zarar verebilir derecededir. 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 şansı %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 yönelmiş bu hareket, yeryüzünde rüzgarın yönünün tersine dönmesine yolaçar 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 resimde görüldüğü gibi 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 dağıtır. Sözkonusu 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 döndürülebilirler. Böylece radyasyon döküntüleri dünyanın dört bir yanına dağılabilir.

 

Atomdan 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, kolaylıkla 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 veya 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 iyileşebilir. Hücre 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 kanamadan ölür. Patlama noktasından daha uzakta olanlar üzerinde 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, asıl bozukluklar daha sonra ortaya çıkar. Saçların dökülmesi, deri yanıkları, kansızlık, kısırlık, çocuk düşürme, sakat çocuk doğurma... Bu örneklerde dahi on günden üç aya kadar bir süre içinde ölüm görülebilir. Yıllar geçtikten sonra bile göz bozuklukları (göze perde inmesi), kan kanseri (lösemi) ve ışınım kanseri görülebilir. Hidrojen bombası patlamalarının en büyük tehlikelerinden biri radyoaktif tozların solunum, sindirim ve deri yoluyla vücuda girmesidir. Bu tozlar bulaşmanın azlığına-çokluğuna göre yukarıda saydığımız bozukluklara sebep olurlar.

Tüm bu sayılanlara, gözümüzle bile göremediğimiz atomlar sebep olmaktadır. Atomlar gerektiğinde hayatı oluştururlarken, gerektiğinde de hayatı yokederler. Atomun bu özelliği bizlere ne kadar aciz olduğumuzu ve Allah'ın kudretinin sonsuzluğunu çok açık bir şekilde göstermektedir.