Atomda Fisyon Olayı

Atomda Fisyon Olayı

Yavaş yavaş atomun parçalanmasına doğru ilmi gelişmeler ve teknik buluşlar ilerlemiş, her yükseliş bu mevzuda bir sonrasına basamak olmuştur Fisyon hadisesini anlamamız için bazı nükleer temel kaideleri bilmemiz gerekir

Nükleer sahadaki gelişmelerin temel taşı olan tarihi bazı önemli buluşlar vardır, Bunlar:

• 1869 Elementlerin periyodik sistemini formülasyonu
• 1896 Radyooktivitenin keşfi
• 1911 Nükleer Atom Fiziği başlangıcı
• 1929 Siklotronun keşfi
• 1932 Nötronun keşfi
• 1934 Suni Radyoaktiftiğin keşfi

Bu büyük buluşlar takriben 1938 yılında başlayan seri haldeki deneylere yol açmıştır Deneylerde laboratuar nötron kaynakları, siklotronlar, parçacık hızlandırıcılar ve nükleer reaktörler ile nükleer transmutasyonlar yapılarak insanoğlu ilk defa olarak yeni kimyevi elementleri yapabilme imkânına kavuşmuştur Böylece eski devirlerde kimyacıların bir elementi diğer bir elemente değiştirebilme rüyaları gerçekleşmiştir

Atom çekirdeği, birbirine çok şiddetli kuvvetlerle bağlı olan nötron ve protonları ihtiva eder Atom çekirdeğinin muhteviyatım değiştirmek için içindeki nötron ve proton sayılarını değiştirmek icap eder

Bu iş çekirdeğin radyoaktiflik denilen kendi kendine (bozunması) ile olabildiği gibi suni olarak çekirdeğe nötronlar veya protonlar ilave ederek de değişiklikler yapılabilir Fisyon hadisesi de bu cümledendir Çekirdek fisyonu (bölünmesi); bir ağır atom çekirdeğinin nötron ve gamma ışını yayarak yaklaşık olarak eşit kütleli iki (seyrek olarak daha fazla) parçaya bölünmesi hadisesidir

Nötron 1932'de Chadwich tarafından keşfedildiği zaman fizikçiler bu yeni parçacığı elektriki tesirlerden tamamen uzak, çekirdeği bombardıman edebilecek bir mermi olarak ele aldılar Bombardıman esnasında genel olarak çekirdekler bu nötronları soğurur veya parçacıklar neşreder; böylece farklı çekirdekler haline gelirler Fisyon (parçalanma) adını verdiğimiz hadisede radyoaktif madde (mesela U235 çekirdeği) suni olarak radyoaktif bozunmaya uğratılmaktadır U235 çekirdeğine dışarıdan bir nötron gönderilip çarpışmaları neticesinde, nisbeten kararsız iki atom elde edilecektir Bu durumuyla çekirdeğin uğrayacağı değişiklikler sadece veya parçacığı neşrederek dengeye kavuşmak olmaz Yeni şekliyle 92U235 atomu yaklaşık eşit iki parçaya bölünür İki ayrı atom çekirdeği halini alır Bu reaksiyona fisyon hadisesi denir Fisyonun olduğu anda elde edilen ve bir kinetik enerjiye malik olup radyoaktif olan fisyon parçaları negatif elektron yayarak bir sıra radyoaktif değişmeden sonra kararlı hale geçerler

Yeni elde edilen iki çekirdeğin protonlarının toplamı, uranyumun orijinal sayısı olan 92 atom sayısını tamamlamaktadır En çok rastlanan yeni çekirdekler 36 numaralı Kripton ile 56 numaralı Baryum atomudur Bu, fısyon olayının yaklaşık denklemi şöyledir:

96u235+on2 56Ba140+36Kr93+(2 ila 3)on1 +200 Mev

200 Mev bir tek çekirdeğin fısyonundan açığa çıkan enerjidir 1 g, U235 in fisyonundan açığa çıkan enerjiyi hesaplayacak olursak 2x107 K cal/gr dır O halde 1 gr Uranyum fisyonundan 20 milyon kilo kalorilik enerji açığa çıkarılabilmektedir En iyi kaliteli kömürün kilogram başına yanına ısısı 8000 Kkal olduğuna göre 1 kgı,U235in fisyonundan çıkarılan enerji

21010 = 2,5106 kg =2500 ton

8000 ton, kömürün enerjisine denktir Buradan Uranyumun ne kadar büyük bir enerji kaynağı olduğu görülür Bize düşen bu enerjiyi insanlığın zararına değil faydasına çevirmektir Uranyum bir enerji barajı olarak düşünülebilir Bu çok büyük su kütlesin sahip bir barajın suyunu yapacağımız yollarla zarar verdirmeden kullanmaya benzer

Bölünme hadisesi burada sona ermez Böyle ağır bir çekirdeğin fisyonu neticesinde çok büyük bir enerji ile beraber, birkaç serbest nötron da neşredilir Çıkan her nötron uygun bir moderatör (yavaşlatıcı) ile yavaşlatılarak diğer bir çekirdeği fisyona uğratıp daha fazla enerji ve nötron açığa çıkmasına sebep olur, Hızlı nötronların 92U235 tarafından kolayca soğurulmamaları yüzünden bir moderatöre ihtiyaç duyulmuştur, fisyon tecrübelerinden iki önemli netice elde edilmiştir

1-) Uranyumun bölünmesinden, fazla miktarda enerjinin açığa çıktığı,

2-) Araştırmacılar her fisyondan ortalama 2,5 nötronun elde edildiğini bulmuşlardır

Bu buluş zincirleme reaksiyonun temelini teşkil eder Zincirleme reaksiyon, fisyona uğrayabilen bir maddenin bir noktasında fisyon başladıktan sonra bunun çekirdekten çekirdeğe geçerek bütün çekirdeklerin fisyona uğramasıdır

Böylece bu tip zincir reaksiyonunu elde etmek için yapılması gereken şey, kâfi miktarda uranyumu (grafit gibi bir modaratörle uygun bir şekilde karıştırılarak) bir yere yığmak ve böylece açığa çıkan notronların, kaçmaya fırsat bulamadan başka bir U235 çekirdeği tarafından soğurulmasını sağlamaktır

Bu çekirdek reaksiyonu (fisyonu) özelliğinden faydalanarak, reaktörler yapılmıştır,İlk reaktör 1942 yılında Enrico Fermi tarafından idare edilen bir grup ilim adamı tarafından Şikago üniversitesinde yapılmıştır

Atomdan salınan radyasyonlar ve çeşitli çekirdek olayları atomun sonsuz küçük ve insanoğlunun gözünden saklı esrarengiz dünyasından gelen habercilerdir İlim adamları usanmadan gayretle bu nimetleri iyi değerlendirdiler ve atomun sır kalmış yapısının çoğunu izah ettiler Tabiatın yaratılışından beri var olan fakat insanın henüz anlıyabildiği bu sinyaller modern atom teorilerinin geliştirilmesinde bilim adamlarının şaşırtmaz yol göstericileri olmuştur

Bu seviyede varlık âleminin yapı taşı ve enerjinin kaynağı olan atomun insanoğlu nazarında kıymeti daha çok artmıştır Boy- ece insanlık bu küçük âlemlerle kendi büyük âlemini kurma yolunda bilmedikleri bir noktaya doğru ciddi bir yarışa geçmiş ve gördüğümüz seviyeye ulaşmıştır Temennimiz bütün ilmî çalışmaların insanlığın faydasına dönük olmasıdır