İçeriğe geçmek için "Enter"a basın

Atom Bombası

Uranyum veya plütonyumun atom çekirdeğinin bir tepkimeye girmesi sonucu ortaya çıkan büyük enerjiyle yapılan bombalara atom bombası denir.

Atom Bombası Nasıl Çalışır?

Atomlar merkezdeki nötron ve protondan oluşan çekirdeğin etrafındaki elektronlardan oluşurlar. Pozitif yük taşıyan protonlar çekirdekten çıkmak isterler ama doğadaki dört temel kuvvetten biri olan güçlü nükleer kuvvet onu yerinde tutar. Kararlı atomlarda güçlü nükleer kuvvet ve elektromanyetizma sayesinde zıt güçler arasında hassas bir denge sağlanır.

Güçlü nükleer kuvvet parçacıkların bir arada kalıp daha büyük maddelerin oluşmasını sağlayan temel bir kuvvettir. Elektromanyetizma, yük ve yük ile ilişkili kuvvet ve alanların bilimidir. Doğadaki diğer temel kuvvetler; zayıf nükleer kuvvet ve kütleçekimdir.

Çoğu atomda nötronlar, güçlü nükleer kuvveti geçmeyecek kadar protonların yayılmasına izin vererek güçlü nükleer kuvvet ve proton arasında dengeleyici ve kilit bir rol oynar. Kararlı atomlarda her şey bu şekilde olması gerektiği gibidir. Uranyum-235 gibi atomlarda biraz kararsız atomlarda ise bu denge tam olarak kurulamamıştır. U235’te olması gerekenden 3 tane az nötron vardır. Bu da birbirlerine omuz atan çocuklar gibi protonların birbirlerini ittirmesine sebep olur.

Zaman zaman protonların bu davranışı atomun dağılmasına sebep olur. Bu parçalanma ortaya enerji ve çekirdek parçacıkları saçtığından, kararsız elementlere radyoaktif diyoruz.

U235 sadece biraz radyoaktiftir. Eğer iki tane U235’iniz olsaydı bunlardan bir tanesinin bölünmesi 7 milyon yıl sürerdi. Ama atomlar çok küçüktürler; eğer elinizde bir süt kutusu kadar U235 olsaydı, her saniye durmaksızın bölünen atomlarınız olurdu.

Eğer bir kaynaktan nötronları atomlara fırlatabilirseniz, çekirdek bölünmesi veya fizyon başlatabilirsiniz. Çekirdek bölünmesi bu tarz nötronların kaynağıdır. Yani aralarında bir döngü var. Eğer yeterince U235’i bir araya koyarsanız, nötron radyasyonu doğal arkaplan fizyonundan daha çoğunu tetiklemeye başlar. Böylece daha çok nötron ortaya çıkar, bu da füzyona neden olur. Fizyondan nötrona, nötrondan fizyona bir zincirleme reaksiyon başlar.

Fizyon
Fizyon: Atomlar bölünerek ısı ve enerji ortaya çıkarıyor.

Atom bombası işte yukarıda anlatılan bu zincirleme reaksiyondan yararlanıyor. Fakat bombayı patlatabilecek bir makine için mühendisliğe de ihtiyaç vardır. Çünkü eğer atomlardan oluşan blokları bir arada bırakırsanız sadece ısınma sonucu oluşan bir erime elde edersiniz.

Makinenin patlayıcı yükleri kullanarak uranyum yakıtının belirli bir miktarını yoğun bir topa sıkıştırması gerekir. Bu sayede nükleer tepkime çok hızlı gerçekleşir ve tüm enerji bombayı patlatmadan önce milisaniyeler içinde mümkün olduğunca çok yakıt yakılır.

Atom Bombası
Atom Bombası’nin iç yapısı

Bombanın patlamasını sağlayan fizyon, U235’İ daha küçük atomlara böler ve bunlar da daha fazla radyoaktiftir. Bir atom ne kadar radyoaktifse, ömrü de o kadar kısa olur. Normalde U235’in ömrü 7 milyon yılın yarısıdır; yani rahatlıkla elinizde tutabilirsiniz. Ama bir atom bombası kullandığınızda daha küçük atomlara bölünür ve daha da radyoaktif ve kısa ömürlü olur. Atom bombasından kurtulanlar bu yüzden yoğun radyasyona maruz kaldıklarından çeşitli hastalıklar yaşarlar.

Atom Bombası Nasıl Yapıldı?

II. Dünya Savaşı’ndan önce Almanya doğumlu Albert Einstein, Amerika birleşik Devletleri’ni Nazilerle nükleer silahlanma yarışına sokan iki sayfalık bir mektup yazdı.

1939’daki bu mektupta Albert Einstein, başkan Franklin D. Roosevelt’i uranyum atomunun da kullanıldığı bir tepkimenin son derece güçlü yeni bombaların, yani atom bombalarının, imalatına imkan tanıyacağı konusunda uyarıyordu.

Almanya’daki Nazilerden kaçan savaş karşıtı Albert Einstein, uranyum atomunu başarılı bir fizyona soktuktan sonra Berlin’deki üç kimyagerin oyunun kurallarını değiştirecek bir silaha hazırlandıklarını öğrendi. Bu tepkime kitle imhasında kullanılabilecek büyüklükte akıl almaz bir enerji ortaya çıkarıyordu.

Einstein, Roosevelt’e yazdığı mektupta şöyle diyordu: “Bir limana atılan bu bombanın sadece bir tanesi hem limanı hem de limanın çevresini tamamen yok edebilir.”

Einstein’ın mektupları geçen iki yılın ardından ABD, Manhattan Projesi’ni başlattı. Bu proje, o zamana kadar yapılmış en yıkıcı güce sahip bombayı yapmayı amaçlıyordu.

Güvenlik izni olmadığından Einstein, Manhattan Projesi’nde çalışmadı. Ama ünlü formülü E=mc2 fizikçi Henry DeWolf Smyth’in raporlarında yer alıyordu. Bu raporlar atom bombasının oluşturulması aşamasında hazırlanan ilk hesaplamalardı.

Einstein’ın mektupları bombaların yapılmasında formülünden daha fazla rol oynadı. Formülü sadece atom bombalarının kuramsal olarak mümkün olduğunu gösteriyordu. Bunun haricinde formülün atom bombasıyla bir ilişkisi yoktur.

6 Ağustos 1945’te ABD, 5 tonluk atom bombasını Japon şehri Hiroşima’ya bıraktı. Hemen patlama anında 80.000 kişi öldü. Üç gün sonra ABD, Nagasaki’ye bir bomba daha attı. Patlama anında ölen 40.000 insana ek olarak binlercesi de radyasyon zehirlenmesinden öldü.

8 gün sonra Japonya, Müttefikler’e teslim oldu ve II. Dünya Savaşı sona erdi. Savaştan sonra Nazi nükleer araştırmalarının çok ilerlemediğini öğrenen Einstein, mektupları yazdığına pişman olmuştu.

Kaynak 1
Kaynak 2