13°
Sinemalarda gösterime giren Oppenheimer filmi, atom bombası, radyoaktivite gibi konulara ilgi uyandırdı.
Eski bir Kimya öğretmeni olarak temel bilgiler veren bir yazının uygun olacağını düşündüm.
RADYOAKTİVİTE NEDİR?
Etrafınızda gördüğünüz, dokunduğunuz, tattığınız, kokladığınız her şey, her madde moleküllerden ve atomlardan yapılmıştır.
Moleküller kimyasal bağlarla bir arada duran atomlardan oluşmuş yapılardır.
Örneğin, bir su molekülünde iki hidrojen atomu bir oksijen atomuna bağlanmıştır.
Atomlar da nötron, proton ve elektron denen daha küçük parçalardan oluşur.
Nötronlar ve protonlar atomun çekirdeğinde, elektrolar da çekirdeğin etrafında bulunur.
Yapısında farklı sayılarda nötron ve protonlar bulunan 100’den fazla element vardır.
Bazı atomlar, yükünü taşıyamayan çürük binalar gibi, kendiliğinden parçalanıp bozunur.
Parçalanma sırasında, yıkılan binadan çıkan gürültü ve toz gibi, çevreye bazı parçalar ve enerji yayılır.
Bu parçalanma olayına radyoaktivite, ışın ve parça yayılmasına radyasyon, atom çekirdeklerinin ve daha küçük parçaların çarpışıp değişime uğradığı olaylara nükleer reaksiyon diyoruz
ATOM BOMBASI NASIL ÇALIŞIR?
Çok kısa sürede çok sayıda atom parçalanırsa ortaya çıkan enerji de büyük olur.
Atom bombasında böyle çabuk parçalanan uranyum-235 elementi kullanılır.
Uranyum-235’in yapısında 143 nötron, 92 proton bulunur, ve bu haliyle dengededir.
Fakat üzerine fazladan bir nötron gönderilirse uranyum-236’ya dönüşür ve hemen parçalanır.
Uranyum-236 parçalanırken enerji, üç nötron, ve başka iki element oluşur.
Resimde görülen bu tür parçalanmaya fisyon denir.
Bu üç nötron, diğer komşu uranyum-235’lere çarpıp onların da parçalanmasına neden olur.
Bu peşpeşe olan,bir ağacın dalları gibi yayılarak, hızla artan parçalanmalara zincirleme tepki denir.
Zincirleme tepki sonunda patlama şeklinde büyük bir enerji çıkar.
Zincirleme tepkinin sönüp bitmemesi için ortamda belli bir miktar uranyum-235 bulunmalıdır.
Bu miktara “kritik kütle” denir.
Çapı 17,5 santim olan, küçük bir karpuz büyüklüğünde bir uranyum-235 kütlesi, 52 kilogram çeker ve bir bomba için yeterli kritik kütleye sahiptir.
Bombanın yapısında kritik kütle ayrı iki parça halinde durur.
Patlamadan önce bu parçalar birleştirilir ve kritik kütleye tamamlanır.
Nötron yayan başka bir radyoaktif element, fitil gibi etki ederek, zincirleme tepkimeyi başlatır.
RADYASYONDAN NASIL KORUNURUZ?
Patlayan bombadan çıkan enerji, yakan ve hızla genişleyerek yıkan bir sıcak hava dalgası oluşturur.
Bunun yanında çeşitli parçacıklar, ışınlar ve radyoaktif maddeler de çevreye yayılır.
Patlamada çıkan “alfa” parçacıkları insan derisini geçemez, pek zararlı değildir.
“Beta” parçacıkları deride yanıklar oluşturabilir.
Gama ışınları insan vücudundan geçer, dokulara ve hücrelere zarar verir.
Çevreye yayılan radyoaktif maddelerin çoğunun etkisi çabuk geçer, ama radyoaktif iyot ve sezyum elementleri uzun süre ortamda kalır.
Bu maddelerin bulaştığı yiyeceklerin tüketilmemesi gerekir.
Radyoaktif iyot özellikle tiroit bezinde toplanarak ona zarar verir.
O nedenle radyoaktivite tehlikesinde normal iyot hapları alınması tavsiye edilir.
Normal iyot, radyoaktif iyotla yarışıp onun yerine tiroit bezinde toplanır ve radyoaktif iyotun zararını azaltır.
Çevremizde doğal ve yapay çeşitli radyasyon kaynakları bulunuyor.
Örneğin radyoaktif radon gazı, bazı bölgelerde daha çok olmak üzere, sürekli topraktan, kayalardan sızarak evlerde, bodrumlarda toplanır.
Sigara içmeyenlerde rastlanan akciğer kanserlerinin birinci nedeninin radon gazı olduğu bulunmuş.
Radonun zararını önlemek için kapalı yerlerin iyi havalandırılması gerekir.
Radyasyon ölçümü ile ilgili çeşitli birimler var.
Parçalanma hızı birimi olarak Becquerel kullanılıyor: Saniyede bir parçalanma bir Becquerel’e eşittir.
Yüzey sularında bulunan doğal radyoaktif radyum miktarı bir ton suda ortalama 10 Becquerel kadar olabiliyor.
Röntgen laboratuvarlarından bildiğimiz x-ışınları ve nükleer reaksiyonlarda yayılan yüksek enerjili gama ışınları, yolları üstündeki atomların ve moleküllerin elektronlarını koparıp artı ve eksi yüklü iyonlar oluşturur.
Bu iyonların miktarı, ışına maruz kalmanın ölçüsü olarak alınır.
Bir gram havada yaklaşık 1600 milyar iyon oluşturan ışın miktarına bir Röntgen denir.
Bir ışına maruz kalmanın zararlı etkisi dokulara aktarılan enerjiye ve dokunun duyarlılığına göre değişebilir.
O nedenle ek ölçüm birimleri tanımlanmıştır.
Bir kilogramlık bir kütlenin soğurduğu bir Jüllük enerjiye bir Gray (Gy) denir.
Jül enerji birimidir: 1 kg domatesi yerden bir metre kaldırmak için yaklaşık 10 Jül gerekir.
Bir kilogram ortalama insan dokusununa geçen 1 Jüllük enerjiye, “eşdeğer doz”, bir Sievert (Sv) denir.
Ayrıca eşdeğer doz, deri, göz merceği, beyin gibi farklı dokular için belli çarpanlarla çarpılarak “etkin doz” bulunur.
Eşdeğer ve etkin doz kavramları, maruz kalınan ışının enerjisine ve türüne bağlı olarak gözlenen kanser ve genetik değişikliklerin oluşma ihtimaline göre tanımlanmış.
2000 yılında yayınlanan Radyasyon Güvenliği Yönetmeliğine göre, hastanelerin röntgen bölümlerinde çalışanların maruz kaldıkları etkin dozun beş yıllık ortalaması 0.02 Sv’i, herhangi bir yılda ise 0.05 Sv’i geçmemeli.
El ve ayak veya cilt için yıllık eşdeğer doz sınırı 0.5 Sv, göz merceği için 0,15 Sv olarak verilmiş.
SONUÇ
Atom bombası ve nükleer enerjinin kullanımı, bilim adamlarının yıllar süren araştırmaları sonunda gerçekleşti.
Bu konuda, fisyon mekanizmasının 1938’de Lisa Meitner, Otto Frisch ve Otto Hahn tarafından gözlenmesi ve açıklanması önemli dönüm noktası olmuştur.
1942’de Enrico Fermi ve arkadaşları Chicago’da nükleer reaktörlerin ilk basit şeklini yaptılar.
Sonra, J. Robert Oppenheimer’in yönettiği büyük bir ekip ilk atom bombasını yaptı.
Hiç bir devletin atom bombası kullanmaya kalkışacağını sanmıyorum.
Ama, Rusya-Ukrayna savaşının ortasındaki Zaporijya Nükleer santraline, kazara bir füze isabet ederse, Çernobil veya Fukuşima gibi bir felaket yaşayabiliriz.
AFAD’ın ve hastanelerin, Kimyasal, Biyolojik, Radyasyon, ve Nükleer tehditlere karşı koruma hazırlıkları yapan KBRN birimleri bulunuyor.
Bu konuda bilgili ve hazırlıklı olmak gerekiyor.
Kaynaklar:
https://www.aps.org/publications/apsnews/200712/physicshistory.cfm
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK230653/
https://en.wikipedia.org/wiki/Chicago_Pile-1
